Development of a non-wearable support robot capable of reproducing natural standing-up movements
Atsuya Kusui, Susumu Hirai, Asuka Takai
为了再现自然站立运动,最近的研究强调了辅助机器人和人类之间协调的重要性。 然而,许多非可穿戴辅助设备一直在努力复制自然运动轨迹。 虽然可穿戴设备与人体提供更好的协调,但它们在完全隔离机械和电气危害方面提出了挑战。 为了解决这个问题,我们开发了一种新颖的站立辅助机器人,该机器人集成了可穿戴和非可穿戴系统的功能,旨在实现高协调性,同时保持安全性。 该装置采用与人类关节结构对齐的四联机制,旨在再现臀部的S形轨迹和膝盖的弧形轨迹,在自然站立运动期间。 使用陀螺仪获得特定主题的轨迹数据,并确定链路长度以沿着最佳路径驱动座椅。 实施了使用步进电机的前馈速度控制,并根据机制的几何约束评估了轨迹的可重复性。 进行了重量固定在座椅上的承重实验,以评估不同条件下的轨迹精度。 结果表明,髋关节和膝关节轨迹的繁殖误差保持在座椅总排位移的约4%以内,显示出对目标路径的高保真度。 此外,耐久性测试、热安全性评估和风险评估证实了该系统在室内使用的可靠性和安全性。 这些发现表明,拟议的设计为开发适应个人身体特征的辅助技术提供了一种有希望的方法,该技术在老年人护理和康复方面具有潜在的应用。
To reproduce natural standing-up motion, recent studies have emphasized the importance of coordination between the assisting robot and the human. However, many non-wearable assistive devices have struggled to replicate natural motion trajectories. While wearable devices offer better coordination with the human body, they present challenges in completely isolating mechanical and electrical hazards. To address this, we developed a novel standing-assist robot that integrates features of both wearab...