膝关节外骨骼综合测试系统设计与实现

刘家伦，周世通，刘宏伟，刘旭亮，尹业成

(北京精密机电控制设备研究所 航天伺服驱动与传动技术试验室，北京 100076)

0 引言

膝关节外骨骼机器人是一种智能可穿戴设备。它由人体穿戴和控制，能够感应人体姿态及行动意图，辅助执行人体的膝关节运动动作，增强穿戴者的体能和力量[1-2]。

膝关节外骨骼系统综合测试系统(下简称外骨骼测试仪)作为一种外骨骼系统的测试设备，需要对外骨骼的功能及性能进行完整测试，以确定所研制的外骨骼产品各个性能指标是否满足使用要求。下文从实际需求出发，首先对膝关节外骨骼的测试需求进行研究，后根据外骨骼产品测试需求，对膝关节外骨骼综合测试系统的总体架构及测试方法进行设计与研究[3-5]。

1 膝关节外骨骼测试系统功能需求

膝关节外骨骼作为一种机电设备，其本身具有一些关键电性能参数及数据需要监测，如输入电压、电流、分支电流、控制器温度、开关状态、脚底压力状态等等。此外，为了监控外骨骼的实时状态，并在出现故障时第一时间发现故障点，外骨骼系统控制器的软件运行时产生的指令及数据也同样有监测的必要，所以，外骨骼测试系统需要能够实时监测外骨骼的关键电性能参数以及软件数据，这是该测试系统所必要的基础功能[6-7]。

膝关节外骨骼作为一种智能可穿戴助力设备，助力效率为判断产品性能好坏的主要指标，助力效率越高，则穿戴者在行走、爬坡或爬楼过程中自身需要出力越小，穿戴体验越好。……