Представлен новый экзоскелет коленного сустава, предназначенный для оказания вспомогательного крутящего момента на коленный сустав и содействия послеоперационному восстановлению. Вдохновленный анатомическим строением человеческого коленного сустава, данный экзоскелет использует биомиметическую структуру, объединяющую «оптимальную ось вращения» с траекторией мгновенного центра вращения, эффективно уменьшая кинематические несоответствия сустава и обеспечивая пользователю более комфортное ношение. Кроме того, в экзоскелете коленного сустава интегрирована высокоинтегрированная система выравнивающего привода. Эта система способна обеспечивать непрерывный крутящий момент 18 Н·м и пик крутящего момента 45 Н·м, что достаточно для удовлетворения повседневных потребностей пациента при ходьбе. С точки зрения управления предложена единая стратегия скользящего режима на основе итеративного обучающего управления для поддержания высокой точности слежения. Путем постоянного обновления управляющего сигнала в течение последовательных циклов походки достигается точное отслеживание траектории движения коленного сустава системой. Результаты экспериментов показывают, что разработанная биомиметическая структура сустава эффективно решает проблему смещения суставов у человека. Кроме того, в процессе человеко-машинного совместного ходьбы эта кооперативная стратегия управления демонстрирует превосходную установившуюся точность слежения траектории и переходную робастность.

человеко-машинное смещение; экзоскелет коленного сустава; скользящее управление; итеративное обучение