Phát triển bệ robot hai bậc tự do để đặc trưng cơ học mắt cá chân 2D

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Hệ thống gồm hai trục vuông góc (DP: gập-duỗi, IE: nghiêng-trượt) với phạm vi ±15° và ±10°, tải tới 455 Nm (DP) và 195 Nm (IE), hỗ trợ đặt chìm ngang sàn phòng thí nghiệm. Khung thép cứng vững, bố trí mô-tơ servo + hộp số, cảm biến lực 8 kênh trên tấm đo lực để tính mô-men khớp, bù động lực học riêng của bệ. Hệ điều khiển hai chế độ: vị trí (servo vận tốc, đáp ứng ramp 100°/s sai số <0,1°) và haptic (mô phỏng độ cứng 50–2000 Nm/rad, sai số <2,1%, hệ số cản tương ứng). Chuyển đổi chế độ tức thời (0,5 ms) để xen kẽ mô phỏng môi trường và chèn nhiễu đo.

 

Thử nghiệm xác nhận: mô phỏng chính xác môi trường cơ học từ mềm đến cứng, ước lượng đúng quán tính, độ cứng, hệ số cản của mô hình giả cổ chân (sai số <~1,4 Nm/rad, 0,06 Nms/rad, 0,002 kg·m²). Nghiên cứu thử nghiệm trên người (3 nam khỏe mạnh, đứng yên) dùng ramp nhanh 3°@40°/s để tách thành phần nội tại trước phản xạ, xác định K, B, I với độ tin cậy >97,5% VAF; kết quả cho thấy DP cứng và cản gấp ~4× và ~2× IE. Thử nghiệm sin chậm 0,5–1,5 Hz đa hướng 2D cho thấy cổ chân tiêu tán năng lượng (Ep>0) ở mọi hướng và giảm khi tần số tăng, gợi ý đặc tính thụ động khác nhau theo hướng, hữu ích cho thiết kế điều khiển chi dưới.