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科技创新与应用 年第 期 应用科技
2014 9
下肢外骨骼助力装置设计
伍宏芳王佳流史腾达侯俊鹏闫磊
（北京林业大学，北京 ）
100083
摘 要：下肢外骨骼机器人是一种可穿戴在操作者身体外部的一种机械装置，它可给穿戴外骨骼的人提供支撑、保护，及增强运
动能力。文章阐述了下肢外骨骼机器人的研究意义，介绍了下肢外骨骼机器人的机械结构，实验仿真为驱动电机的选型提供了理
论依据。提出了一种实时性的外骨骼机器人控制系统，通过各种传感器及时收集机器人的运动和位置信息，信息经 总线传
输至处理器，处理器能够有效地分析和识别人的运动意图，并做出准确的预判，从而配合人体做出相应的动作，实现人CAN机协调，最
终提高人体的行走能力。
关键词：机器人；外 骨骼；控制；助力
前言 的人体的运动和位置信息首先由微处理器进行预处理，然后传输到总
作为人机一体化技术的重要组成部分，可穿戴式的下肢外骨骼技 控制器进行数据分析和处理，总控制器处理的结果由总控制器传输至
术已越来越受到学术界和工业界的关注。既可用作康复辅具，辅助下肢 微处理器，再由微处理器对电机驱动系统发出具体控制命令，实现实时
残障人士行走，也可用作负载行走时的助力装置，在 民 用及军用领域均 监测和控制的目的。
有较好的应用前景[1]。该领域的研究涉及机器人学、人体工程学、控制理 总控制器
论、传感器技术、信息处理技术、模式识别等。
国外对助力外骨骼机器人的研究起步较早，研究成果比较前沿的
是美国、日本、以 色列等国家。日本外骨骼机器人 由筑波大学研
HAL3
发，功能为：帮助人实现行走、起 立 、坐 下 等 下 肢 动作。该助