Авторы:
Издательство:
Дата издания
06.11.2023ISSN
1609-1817Область исследования
Тип исследования
Аннотация (краткое описание)
В этой работе рассмотрено экзоскелеты нового поколения с оптимальной структурой с точки зрения минимизации энергетических затрат, упрощения и дешевизны управления за счёт функционального разделения двигателей и использования принципа гравитационной независимой подвески. На поддержание веса корпуса не затрачивается работа, в чём и заключается реализация принцип гравитационно независимой подвески. Разработано опорно-двигательный механизм экзоскелета на основе замкнутых кинематических цепей позволяет повысить жёсткость, грузоподъёмность и удельную мощность конструкции. Также рассмотрена задача оптимального синтеза механизма экзоскелета нижних конечностей, точка прорисовки которого образует семейство горизонтальных линий. Предложено аналитическое решение аппроксимационной задачи квадратического приближения, позволяющее значительно уменьшить размерность численной оптимизации. Предложены две кинематические схемы экзоскелета, соответствующие двум локальным минимумам задачи.DOI
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2023-129-6-289-299Тип публикаций
Практическое значение
Практическое значение данной работы заключается в возможности применения предложенных кинематических схем и опорно-двигательного механизма при разработке экзоскелетов нового поколения для медицинской реабилитации, промышленности, военной сферы и помощи людям с нарушениями опорно-двигательного аппарата. Использование принципа гравитационно независимой подвески позволяет снизить энергетические затраты экзоскелета, так как на поддержание веса корпуса не расходуется дополнительная работа. Это повышает автономность устройства и увеличивает время его эксплуатации без подзарядки. Разработанный механизм на основе замкнутых кинематических цепей обеспечивает повышение жёсткости, грузоподъёмности и удельной мощности конструкции, что делает экзоскелет более надёжным и эффективным при выполнении различных двигательных задач. Функциональное разделение двигателей упрощает систему управления, снижает стоимость конструкции и повышает её техническую доступность. Предложенное аналитическое решение задачи оптимального синтеза механизма позволяет сократить объём численных вычислений и упростить процесс проектирования экзоскелетов. Полученные кинематические схемы могут быть использованы как основа для создания более энергоэффективных, компактных и экономичных экзоскелетных систем нижних конечностей.Данный документ располагается в коллекциях
Публикации в КОКСОН