OpenExo|拆解一套能辅助关节运动的外骨骼

Science Robotics开放平台:先做髋部装配与台架验证

北亚利桑那大学团队的模块化研究外骨骼,发表于Science Robotics。本页选AK60-6 v1.1双侧髋部基线,梳理定制结构、控制板、足底传感与电机测试。复现目标限定台架,不是可直接穿戴的消费级康复器械;原物料约US$2146为不完整历史估价。

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参数信息

髋部执行器
2 台

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固定双侧髋部版本与范围

保存原BOM、CAD、PCB Rev0.5.1和固件commit;选AK60-6 v1.1而非新AK80。首图为原平台同时包含肘部的展示,不代表本BOM包括肘部。本站目标为台架装配与信号验证。

![hero.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/a8f61cb8-7c1c-46d1-893e-c08ccdf948b2/files/image/f1968c136bf44737ad5184426a72ad7f.jpg)

![guide-1.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/a8f61cb8-7c1c-46d1-893e-c08ccdf948b2/files/image/0b6944724c064f1293e28b800be262f4.jpg)

下单前核对所有采购缺口

核对原表线材计量单位、5条装束带、打印应力释放件数量和M5×25料号冲突。PCB原估价未计入合计;充电器、独立停机、若干耗材尚无完整SKU。未解决不能宣称已具备整套复现采购条件。

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按原工艺制作结构件

四块铝合金转接块交加工商,碳纤维管和板按原CAD切割钻孔。Onyx打印大腿护具和滑块等,需增强的部件按原连续纤维配置,不以外观相似的PLA直接替代。

![assembling-the-machined-components-image10.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/a8f61cb8-7c1c-46d1-893e-c08ccdf948b2/files/image/b2cdbd05e378455196e987961ce02bfc.png)

![guide-2.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/a8f61cb8-7c1c-46d1-893e-c08ccdf948b2/files/image/a8271227031149abb0f930f4a6bd7870.jpg)

装配腰带背板与电池盒

按原模板确定孔位,安装背板、热熔嵌件和电池盒。检查尖锐边缘、绝缘和应力释放,固定方式按原图;此时保持断电。

![mounting-the-battery-pcb-casing-image4.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/a8f61cb8-7c1c-46d1-893e-c08ccdf948b2/files/image/21747459f1ad4ae3878d603a151b0cd9.png)

组装髋关节与大腿滑块

依次安装轴承、肩螺栓、电机与碳纤维连接片;左右件不能镜像混装。先手动检查自由转动、紧固和机械干涉,大腿护具滑块应可调整并锁定。

![assembling-the-machined-components-image10.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/a8f61cb8-7c1c-46d1-893e-c08ccdf948b2/files/image/b2cdbd05e378455196e987961ce02bfc.png)

制作PCB并检查未装元件

使用原Gerber/BOM/CPL,逐个核验63位号而非只看代工报价。特别补齐无JLC料号的降压模块、CAN座、INA125U与收发器等;2SJ305为P沟道MOSFET,不是文档误称的RGB LED。断电检查短路、极性及元件电压。

![guide-2.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/a8f61cb8-7c1c-46d1-893e-c08ccdf948b2/files/image/a8271227031149abb0f930f4a6bd7870.jpg)

完成电源线束与独立停机设计

按原接线图制作16AWG电源线、XT30及XT60面板接口,核对极性和6S满电25.2V。原普通电源开关不自动等同于独立急停;必须由合格人员完成可靠停机方案并验收,原软件默认未启用急停。

![making-the-connections-image7.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/a8f61cb8-7c1c-46d1-893e-c08ccdf948b2/files/image/ed06870c1b02472cb09b4779d5b6467f.png)

![guide-3.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/a8f61cb8-7c1c-46d1-893e-c08ccdf948b2/files/image/2332c7722a0446b488a262abd8a0cd71.jpg)

制作两路CAN及四个FSR线束

两路CAN各约48cm,板端2针、原电机端4针壳但仅指定两针使用;按原引脚图压接,不能按线色推测。四个A502分别用于双脚跟/趾,按原绝缘封装方案装入鞋垫,先手按测试。

![guide-2.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/a8f61cb8-7c1c-46d1-893e-c08ccdf948b2/files/image/a8271227031149abb0f930f4a6bd7870.jpg)

烧录固件并验证传感通道

固定Teensy与Nano的软件版本,配置双髋设备,安装桌面GUI并读取四路FSR。先无运动动力验证BLE、SD记录和传感响应,保存零点、通道对应及异常日志。

![guide-2.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/a8f61cb8-7c1c-46d1-893e-c08ccdf948b2/files/image/a8271227031149abb0f930f4a6bd7870.jpg)

在固定台架配置单个电机

使用R-LINK与匹配CubeMars工具,拆除会扫掠的立杆,保证电机自由校准;按原基线左髋ID65、右髋ID33和MIT模式逐台核对。原教程中的超时设置涉及失联安全,不能机械照搬为零,须先验证看门狗和独立断电。

![guide-3.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/a8f61cb8-7c1c-46d1-893e-c08ccdf948b2/files/image/2332c7722a0446b488a262abd8a0cd71.jpg)

完成低能量台架验收与记录

逐路验证方向、反馈、通信中断及停机,再进行小范围低负载台架动作。记录硬件版本、实际采购、温升与故障;没有经过专业评估和适配测试,不开展人体带动力穿戴。本站未做实机测试,不宣称助力效果或医疗用途。

![guide-3.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/a8f61cb8-7c1c-46d1-893e-c08ccdf948b2/files/image/2332c7722a0446b488a262abd8a0cd71.jpg)