气动人工肌肉驱动的可变瞬心外骨骼设计与研究

针对现有下肢外骨骼结构与躯体匹配度较低的问题,通过在现有反四边形关节的基础上引入额外的自由度,提出了一种气动人工肌肉驱动的新型可变瞬心人工膝关节。结合可变瞬心外骨骼的运动学分析对其瞬心轨迹方程进行了求解,并采用粒子群算法对膝关节结构进行了优化设计;采用模糊PID控制器对其运动进行了仿真与分析,并进行了实验研究。研究结果表明:提出的新型可变瞬心人工膝关节的瞬心轨迹与人体关节理想瞬心轨迹具有更好的匹配度,为具有人机相容性结构的优化设计提供参考与经验支持。