基于手指工作空间分析的软体机器人康复手套设计优化,Biomimetics

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手指工作空间对于执行各种抓取任务至关重要。因此，已经开发出各种软质康复手套来帮助手部瘫痪的人进行日常生活活动（ADL）或康复训练。然而，大多数软机器人手套设计不足以辅助各种手部姿势，因为它们大多数都使用欠驱动机构来简化设计。因此，本文提出了一种在不增加设计复杂性的情况下优化高自由度软机器人手套设计的方法。我们根据 ADL 中十种常用的抓取姿势定义了食指所需的功能工作空间。通过模拟所提出的手指机器人模型来实现设计优化，以获得与功能工作空间相当的工作空间。特别是，优化了延伸力臂长度，以方便抓取大型物体（精密圆盘和动力球），而实施扭矩放大布线设计，以帮助抓取小物体（横向捏和拇指-两个）手指捏）。通过对中风幸存者进行测试并比较辅助工作空间，验证了优化设计的有效性。观察到的工作空间表明，优化的手套设计可以协助十个目标抓取姿势功能工作空间中的九个。此外，对抓握速度和力量的评估强调了手套在各种康复活动中的可用性。我们还提出并讨论了一种优化软机器人手套设计参数的通用方法，该手套使用欠驱动机构来辅助目标工作空间。 总体而言，所提出的设计优化方法可作为开发先进手部康复机器人的工具，因为它提供了有关工作空间方面路由优化重要性的见解。

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