Développement de l'exosquelette biomimétique du genou et contrôle par mode glissant avec apprentissage itératif

Yi LONG ,  

Ning CHEN ,  

Zhibin CAI ,  

Hexiao GUO ,  

Yutian CHI ,  

Wei DONG ,  

Abstract

Un nouvel exosquelette de genou a été présenté, visant à fournir un couple d'assistance au genou et à favoriser la rééducation postopératoire. Inspiré par l'anatomie du genou humain, cet exosquelette utilise une structure biomimétique qui intègre "l'axe de rotation optimal" avec la trajectoire du centre instantané de rotation, ce qui atténue efficacement le désalignement cinématique de l'articulation et offre une expérience de port plus confortable à l'utilisateur. De plus, l'exosquelette de genou intègre un système d'entraînement d'alignement hautement intégré. Ce système d'entraînement peut fournir un couple continu de 18 N·m et un couple de pointe de 45 N·m, suffisant pour répondre aux besoins de marche quotidienne du patient. Du point de vue du contrôle, une stratégie de contrôle par mode glissant unifié basée sur le contrôle par apprentissage itératif est proposée afin de maintenir une haute précision de suivi. En mettant continuellement à jour l'entrée de contrôle au cours des cycles de démarche continus, le système réalise un suivi précis de la trajectoire du mouvement du genou. Les résultats expérimentaux montrent que la structure biomimétique de l'articulation conçue résout efficacement le problème du désalignement articulaire humain. De plus, lors de la marche collaborative homme-machine, cette stratégie de contrôle collaboratif présente une excellente précision de suivi en régime permanent et une robustesse transitoire.

Keywords

désalignement homme-machine; exosquelette du genou; contrôle en mode glissant; contrôle par apprentissage itératif

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