经济又实用，用100美元DIY机械外骨骼！

2019-02-06 02:00

机械外骨骼或称动力外骨骼（Powered exoskeleton），是一种由钢铁的框架构成并且可让人穿上的机器装置，这个装备可以提供额外能量来供四肢运动。除了军事用途意外，广泛一些的用途则是用来做为义肢与帮助老弱者行动。其它的用途则是用来进行救援行动，就像在一栋要倒塌的建筑物里，这个装置可以提供给工人很大的力量来举起重物，同时保护它不被落下的碎石砸伤。在日本，有银行为需常搬运沉重钞票及硬币的员工配备外骨骼，以降低身体负担。

今天为大家介绍的这个项目，则是用100美元制作一个机械外骨骼手臂（ExoArm），帮助老年人，残疾人和工人完成日常任务，减少疲劳。

这是您需要的所有木制和铝制部件，不包括固定木板的支架。请记住，你需要根据自己的情况进行，因为你会发现每个电机都有不同的几何形状，每个臂都是不同的，因此，为了制作这个手臂你需要一些创造力，你必须自己解决问题。因为手臂没有“通用尺寸”，长度因人而异。因此，最佳方法是测量自己的手臂并使用这些测量值。

原理图

作者没有制作PCB，大家可以根据自己的情况做决定。它实际上非常简单，因为你可以看到没有电阻，二极管等。

组件清单：

如果您打算制造这种手臂，建议您尝试汽车玻璃窗的升降电机。它更轻，扭矩更低，但对于我们的应用来说，这已经足够了。

这是一个PID控制的小测试。正如你所看到的，它可以很好地占据一席之地。 PID未调整。这就是为什么你能听到马达发出的哔哔声。

PID测试

应变计传感器将检测物体的质量，因此我们知道力和扭矩。扭矩随着物体的角度（θ）而变化，但如果我们说上臂与身体平行，那么Phi角度与－Theta角度相同。

所以现在我们对扭矩有了很好的估计。如果在试图向上移动手臂时物体悬挂在ExoArm上，则ExoArm上的扭矩会发生变化。如果扭矩发生变化，应变计的输出也会发生变化，因此ExoArm将跟随您的手臂，具体取决于应变计是输出更大还是更小。所以这可能是控制ExoArm的有效方法。

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