基于仿生外骨骼动力的救援机甲

一、基本思路

科幻电影《环太平洋》给了我设计灵感。我在《仿生服务机器人与医疗康复机器人》一书中了解到，人体拥有神奇的特性和功能，可以成为优良的仿生对象，便融合机器人学、人体运动学、控制技术等进行了仿生研究。

第一步，在保证安全的前提下，对建筑物坍塌等突发性灾害情况进行实地考察，弄清在突发情况下应急救援存在的问题。第二步，走访虚拟仿真实验研究室、防灾应急体验馆等，了解目前国内的救援设备，并采访工作人员，研究人体外骨骼的结构功能图，根据肩关节、肘关节、髋关节、膝关节的结构特点设计图纸，筛选项目所用的制作材料。第三步，利用PRE建模，设计外骨骼各零部件模块，通过仿真模拟技术验证，对语音识别技术进行研究。第四步，借助3D技术，根据图纸设计模型，检测实时数据，重点研究整套装置的制作材料，在改进完善中研究。第五步，以美观、环保、耐用、价格低廉为出发点，制作、優化安全可靠的救援装置。

二、设计原理

仿生外骨骼涉及机电传动、数据传感、信息处理、芯片控制等技术，由电源部分、动力部分、人体外骨骼支架、控制部分等部件组成。救援机甲附着在穿戴者体表，通过直流电机旋转带动人体外骨骼运动，为穿戴者四肢提供实现运动的外动力。

其工作原理为：传感器感应各节点信号（包括力的大小、运动方向、速度、旋转角度等），将测量到的信号实时传递给控制系统，控制系统经过计算后下达工作指令，电机工作系统驱动外骨骼，帮助使用者完成行走、搬运等动作。……