搬運助力外骨骼結構設計與仿真分析

黃彬鑫

（重慶交通大學 機電與車輛工程學院，重慶 10618）

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外骨骼是指模仿人體運動形式幫助穿戴者分擔外界重量、保護身體和增強人體能力的機器，是融合機械、電氣、傳感器、控制等綜合技術于一體的智能設備。可穿戴式外骨骼是能像衣服一樣很方便的“穿”在人體身上，增加人體力量和輔助人體運動，不會對人自身的運動造成干涉或者阻礙?？纱┐魇街ν夤趋涝谲娛?、醫療、救援和日常生活中發揮著重要的作用。如今助力外骨骼機器人的研究已經成為全球范圍內的研究熱點[1]。在國外，針對助力外骨骼機器人的研究較早，美國和日本在外骨骼研究領域中處于領先地位，相關技術比較完善。如美國加州大學伯克利分校研制的BLEEX外骨骼助力機器人[2]、美國雷神公司的XOS-2助力外骨骼機器人[3]、美國洛克希德·馬丁公司研制的HULC外骨骼機器人[4]等，都能很好地給予穿戴者一定的力量輔助，常用于軍事行動中。美國華盛頓大學研制的可穿戴式外骨骼機器人CADEN-7[5]能夠達到主動訓練人體上肢的目的，日本筑波大學研制的HAL外骨骼機器人[6]，可以較好地幫助人們進行日?；顒雍洼o助行走。但這些助力外骨骼機器人大多結構復雜，造價昂貴或者只側重于單方面助力，國內外對外骨骼助力機器人的研究較多的集中于軍事行動與康復領域，在民用領域涉及較少。因此有必要設計出一款結構相對簡單，適用于大多數勞動者需求的助力外骨骼機器人，能夠給予穿戴者在作業過程中一定的力量輔助來減輕勞動負擔，還可以提高工作效率?！?br>