Modellierung und Analyse der Wechselkraft der kinematischen Kette Mensch-Maschine basierend auf der Abweichung Mensch-Maschine

Ein mechanisches Modell für die Wechselkraft zwischen Mensch und Maschine, basierend auf der kinematischen Kette Mensch-Maschine, wird erstellt. Dies wird mit der Schraubentheorie kombiniert und ein virtuelles starr Körpermodell für die Wechselkraft zwischen Mensch und Maschine vorgeschlagen. Dieses Modell interpretiert das grundlegende Prinzipmodell der Kontaktkraft zwischen Mensch und Maschine. Die Abweichung der kinematischen Kette Mensch-Maschine wird unter Verwendung des virtuellen Modells berechnet. Um die Kalibrierungssimulation für das Modell durchzuführen, wird ein 6-SPS Parallelmechanismus als Beispiel genommen, um das Konstruktionsprinzip des virtuellen starren Körpermodells für die Wechselkraft zwischen Mensch und Maschine zu veranschaulichen. Dies wird durch die Einführung von Finite-Elemente-Software kalibriert. Schließlich wird anhand des Knie-Exoskeletts eine numerische Simulation eingeführt. Dies zeigt die Beziehung zwischen der Antriebskraft des Exoskeletts, der Abweichung Mensch-Maschine sowie der virtuellen Steifigkeit. Die Modellierungsmethode dieses Papiers bietet eine theoretische Grundlage für die Entwurf des Controllers von Wechselkräften zwischen Mensch und Maschine in der Zukunft.