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基于气动肌肉的助力上肢外骨骼系统人机协同控制策略的研究的中期报告
1.研究背景
随着人类社会的发展，机器人技术逐渐成为一个热门话题。外骨骼作为机器人技术的一个分支，发展迅速，尤其是在医疗康复领域和劳动力辅助领域得到越来越广泛的应用。上肢外骨骼是指通过机械结构来协助、增强肌肉力量，使人们能够完成被肌肉力量限制的活动，既可以提高生活质量，也可以为工业、军事等领域提供帮助。
然而，上肢外骨骼的研究仍存在一些问题，其中一个重要的问题便是如何实现与人体自然动作的无缝衔接。传统的上肢外骨骼系统控制策略往往是通过人机接口来完成，人体运动信息通过传感器采集并传输到机械结构，从而实现机器人的智能控制。然而，这种方式容易导致机器人与人体动作不协调，出现意外状况，甚至给使用者带来伤害。因此，探索更加自然、安全的人机协同控制策略对于上肢外骨骼系统的研发具有重要意义。
2.研究目的
本研究旨在研究基于气动肌肉的助力上肢外骨骼系统人机协同控制策略，实现机器人与人体动作无缝衔接，提升系统的安全性和稳定性，为外骨骼系统在医疗、劳动力辅助等领域的实际应用提供技术支持。
3.研究内容
本研究将采用基于气动肌肉的上肢外骨骼系统，通过搭载力传感器对使用者的肌肉力量进行实时测量，并将数据传输到控制系统进行分析，并通过算法实现机器人与人体动作的无缝衔接。具体研究内容包括：
（1）上肢外骨骼系统的设计和制作，包括机械结构、传感器、控制系统等。
（2）气动肌肉的原理和实现，通过对气动肌肉的控制实现机器人的助力效果。
（3）力传感器的原理和使用方法，测量使用者的肌肉力量。
（4）机器人与人体动作的无缝衔接算法的研究，实现人机协同控制策略。
（5）通过实验验证算法的有效性，并对系统的性能、安全性等进行评估。
4.研究意义
本研究的成果可以使得上肢外骨骼系统更加便于应用于医疗、劳动力辅助等领域，提高使用者的生活质量和劳动效率。另外，本研究通过探索更加自然、安全的人机协同控制策略，将为未来机器人技术的发展提供参考和启示。