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经济又实用,用100美元DIY机械外骨骼!

导读: 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。

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。

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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。

经济又实用,用100美元DIY机械外骨骼!

原理图

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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:

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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。

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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。

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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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