MRLift: a Semi-active Lower Back Support Exoskeleton based on MR Fluid and Force Retention Technology
MRLift: a Semi-active Lower Back Support Exoskeleton based on MR Fluid and Force Retention Technology
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MRLift：基于 MR 流体和力保持技术的半主动腰部支撑外骨骼
DOI：
10.1109/iros40897.2019.8967819
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Suzuki Kenji
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hassan Modar;Kennard Maxwell;Yagi Keisuke;Kadone Hideki;Mochiyama Hiromi;Suzuki Kenji
可穿戴机器人存在易用性、性价比和电池寿命等问题。这些缺陷阻碍了它们的市场发展和在医疗保健和工业中的实施。背部支撑外骨骼尤其严重依赖机械储存能量，但仍主要使用传统的机械元件和执行器来完成任务。我们工作的核心技术名为MRLink，使用智能流体和压缩弹簧相结合来产生独特的能量存储和释放功能。仅用5瓦，MRLink就可以产生超过500N的制动力。制动力，可变的粘度，可以通过电源电流连续控制。通过适当选择弹簧和控制方法，可以从体重和运动动力学中获取所需的辅助能量，瞬间存储，并在适当的时间释放，以帮助身体运动。MRLink不需要气动执行器等外部电源，也不需要变速箱和直流电机等大型电池，而且封装紧凑。因此，这项技术总体上有可能对可穿戴外骨骼做出重大贡献，特别是背部支撑外骨骼。在这项工作中，我们介绍了一个基于MRLink的背部支撑外骨骼原型的开发，我们描述了它的功能细节，并进行了中试测试，部分验证了所提出的功能。
Wearable robots suffer from issues of usability, cost-performance, and battery life. These drawbacks hinder the development of their market and their implementation in healthcare and industry. Back support exoskeletons in particular rely heavily on mechanical storing of energy but are still mostly using traditional mechanical elements and actuators to achieve the task. The core technology of our work, named MRLink, uses a smart fluid in combination with a compression spring to produce a unique energy store-and-release functionality. With only 5 Watts MRLink can produce over 500N of braking force. The braking force, variable viscosity, can be continuously controlled through the supply current. With appropriate selection of the spring and control method, the required assist energy can be acquired from body weight and movement dynamics, stored momentarily and, released at the appropriate timing to assist the body motion. The MRLink does not require an external power source like pneumatic actuators, does not require gearboxes and large batteries like DC motors, and comes in a compact package. Thus, this technology has the potential to significantly contribute to wearable exoskeletons in general, and back support exoskeletons in particular. In this work we present the development of a back support exoskeleton prototype based on MRLink, we describe its functional details, and a pilot test partially verifying the proposed functions.
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DOI：
10.1109/tmech.2018.2869126
发表时间：
2018-09
期刊：
IEEE/ASME Transactions on Mechatronics
影响因子：
--
作者：
J. Davidson;H. Krebs
通讯作者：
J. Davidson;H. Krebs
用于工业搬运的动力低背外骨骼：控制方面的考虑
DOI：
10.1007/978-3-319-46532-6_47
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
作者：
Stefano Toxiri;J. Ortiz;Jawad Masood;Jorge Fernandez;Luis A. Mateos;D. Caldwell
通讯作者：
D. Caldwell
MR Spring 用于行走支撑的力保持机构
DOI：
10.1109/robio.2009.5420756
发表时间：
2009
期刊：
2009 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO)
影响因子：
--
作者：
Shinya Shimizu;Kenji Suzuki
通讯作者：
Kenji Suzuki
DOI：
10.23919/iccas.2017.8204221
发表时间：
2017
期刊：
International Conference on Control, Automation and Systems
影响因子：
--
作者：
Eita Nakamura;Kouki Ichinose;Hiroshi Kobayashi
通讯作者：
Hiroshi Kobayashi
影响因子：
3.4
作者：
Näf MB;Koopman AS;Baltrusch S;Rodriguez-Guerrero C;Vanderborght B;Lefeber D
通讯作者：
Lefeber D