腕问题，校正功率质量比参数使其非常接近于人肌肉。使用种相似方法，球形螺丝机制能有益于它表现，般方法是创建个驱动背面，低重量和高效率螺丝系统可以使基于马达动作器便携机器人应用有种有力解答。图原型作动器，高效率丝杠前面提到，台便携机器人作动器不仅要有好执行能力，而且还要对它用户有定安全性。在考虑安全方面时，驾驶是便携丝杠作动器所需要。驾驶允许操作者任意安装没有动力螺钉，因而使它阻碍减到最小。另方面，在螺丝末端设计块闲置部分以防止马达和用户受到损坏。对人损伤可以通过安置螺丝末端范围在用户生理安全极限内来避免，即旦遇到危险强度，可以得到短期脱离。所有这些方大小经验来看，虽然各自直径都在变化，但前置角都小于。在公式种显示对所有螺丝主角需求，各种各样半径都可以使用。这个意义在于螺丝半径变小，螺丝重量是通过减小。因此，要补尝小螺丝半径，必须考虑前置角这个参数。前角，图丝杠系统机械效率遮蔽部分图表多数是丝杠典型设计区域。是小，半径大，重量大，并且效率是较低。在图表未遮住区域设计，是大，暗示更小半径更低重量和更高效率。效率对阿尔法。对于个便携机器人设计，不仅丝杠作动器重量是个重要问题，而且作动器效率也是非常关键。如上所述，螺丝半径减小可以使动作器重量大大减小。然而，要减小螺丝半径，必须增加前置角，以保持恒定主角。当看公式时，可以看出要求承受负载力矩，取决于两前置角和摩擦系数影响螺丝效率是前置角和摩擦系数，图显示对摩擦系数和前置角冲击在于丝杠系统效率在图每条线是基于摩擦系数不同参数。几份普通工程材料作为例子给读者个在丝杠系统中能有不同物质或涂层作用感觉。这个图表示，当前置角增加，机械效率就增加或者至少到达个峰值。理论上，选择最大效率采摘角度是有利。个丝杠系统在高效率运行时需要使负载力矩达到最小。在高峰值效率发生角度可以取决于与角度效率有关参数，结果是可以看到。虽然个高前置角可能提高效率，但它也可能导致反驱动系统。个反驱动系统是种负载力矩，没有力矩协助情况下，螺丝可能自转，因而允许负载自我降低。反驱动丝杠不适合应用于汽车起重器，但是可以应用于便携机器人当中。因此反驱动前置角是不管产生多么高负载力量，多么低摩擦系数系统，前置角和摩擦系数总是影响这些条件，例如球螺丝，反驱动是个必然结果。实用考虑理论上，如先前文献所显示，是希望螺丝半径减小，甚至到个几乎微观尺度。然而，从设计和制造业方面来讲，这不是种实用解决方案。虽然从重量和效率角度来讲小螺丝直径和高前置角是极其重要，但他们可能不允许设计师适应物理系统力量需要。例如轴向产生，压缩折和机制困境都需要被考虑。考虑到单超薄螺丝也许是轻量级，它可能没有个系统所需要足够负载能力。但可以使用单，或几个螺丝，就会有足够大负载能力。用几个小螺丝承受大载荷是没有重量优势，作为因计算个螺丝断面产生重量和压强。然而，使用几个小螺丝承受载荷可能允许对高前置角持续使用和在高效率中运行，甚至在很高负载。通过推挤丝杠原材料物产极限，可以达到轴向很高负载。这种工作方法好处在于个紧张系统比它压缩轴承更好运作系统。当考虑到减小个既长又细螺丝负载时，类似于作动器甚至人肌肉，丝杠作动器能被设计负担仅紧张装载，因而消除共折考虑。在个便携机器人中创建紧张驱动系统不定意味着需要个对抗性。实际上，与个协助机器人相比，残疾人在做单直接动作时，肌肉存在弱点，因此，这些人是非常需要动作器帮助。对于那些推挤螺丝半径和因此导致前置角极限超过最大效率设计师，摩擦极限角度多少是可以倾斜。所有这些物理解释是系统捆绑或锁，由导出公式可以看见。个由公式导出，可以产生以下关系除被列出实用考虑之外，还可能存在着许多其他问题。包括扭转力僵硬或屈服力甚至热扩散等。这些因素中每个都是重要并且都需要我们考虑。可是，这个练习目是展示选择个设计或选择螺丝系统典型方法。这个选择方法好处是可直接适用于个便携机器人系统设计。例子中问题展示份粗糙设计报告，考虑高峰距小腿关节扭矩在到个有能力装载个体并且是跨步频率期间连接扭矩。在步态期间脚腕扭矩峰值大约是毫微米。这个峰值大致发生在步态周期。步态周期是指只脚跟停止到这支脚跟下次停止时间。脚趾是承受另只腿重力和开始摇摆点。摇摆阶段判断是步态再次安置脚回到脚跟停止位置时，然后下个步态周期开始。例如，让我们考虑修造个脚腕步态协助丝杠作动器。我们假设协助水平在左右和到小腿关节是厘米力矩臂。表作动器问题比较丝杠设计和与人肌肉效率比较，对势能比较，校正势能和动能措施比较。这些参数都可以根据自己个人经验并且在合理范围内进行修改和变化。参数和可用参量接近于马达，即，这个例子中，主角长度范围已经确定了它范围可以是解决设计两个丝杠问题第个设计问题是解决最大效率。假设是和，螺丝在半径是地方产生效率是。这样小条半径，需要多个螺丝承受负载。即使如此，估计作动器势能是。通过马达重量和预测传输系统，划分需要功率峰值就可以得出势能大小。我们从以前工作知道了，辅助组分重量成比例可以减小螺丝和螺钉重量。第二个设计，丝杠，从商业供营商得到可利用维度。螺丝和效率。更大些维度也可行，动作器势能最好是。为了达到比较目，这个例子出现问题结果制成了表格。表显示两个丝杠设计方案数字结果。这些参数与先前马达参数和人骨骼肌估计值进行比较。通过例子，动能大小是基于力峰值进行计算。讨论在分析解决最大效率方案上，丝杠设计显示了个单小半径螺丝永远不会处理所要求负载。可是，多个螺丝同时平行执行那项任务会有同样高效率。虽然使用典型技术不容易制造出个半径螺丝，但用这种方法是可以实现即，使用多个螺丝产生高效率。要设计个特殊丝杠，效率是没有极限。丝杠设计显示，有种可行解决方案可以解决脚腕问题，校正功率质量比参数使其非常接近于人肌肉。使用种相似方法，球形螺丝机制能有益于它表现，般方法是创建个驱动背面，低重量和高效率螺丝系统可以使基于马达动作器便携机器人应用有种有力解答。图原型作动器，高效率丝杠前面提到，台便携机器人作动器不仅要有好执行能力，而且还要对它用户有定安全性。在考虑安全方面时，驾驶是便携丝杠作动器所需要。驾驶允许操作者任意安装没有动力螺钉，因而使它阻碍减到最小。另方面，在螺丝末端设计块闲置部分以防止马达和用户受到损坏。对人损伤可以通过安置螺丝末端范围在用户生理安全极限内来避免，即旦遇到危险强度，可以得到短期脱离。所有这些方，，，，，，，，，，，大小经验来看，虽然各自直径都在变化，但前置角都小于。在公式种显示对所有螺丝主角需求，各种各样半径都可以使用。这个意义在于螺丝半径变小，螺丝重量是通过减小。因此，要补尝小螺丝半径，必须考虑前置角这个参数。前角，图丝杠系统机械效率遮蔽部分图表多数是丝杠典型设计区域。是小，半径大，重量大，并且效率是较低。在图表未遮住区域设计，是大，暗示更小半径更低重量和更高效率。效率对阿尔法。对于个便携机器人设计，不仅丝杠作动器重量是个重要问题，而且作动器效率也是非常关键。如上所述，螺丝半径减小可以使动作器重量大大减小。然而，要减小螺丝半径，必须增加前置角，以保持恒定主角。当看公式时，可以看出要求承受负载力矩，取决于两前置角和摩擦系数影响螺丝效率是前置角和摩擦系数，图显示对摩擦系数和前置角冲击在于丝杠系统效率在图每条线是基于摩擦系数不同参数。几份普通工程材料作为例子给读者轻量级丝杠作动器设计在便携机器人应用机械设计报凯文霍兰德托马斯唐个便携机器人是直接与它用户联系个受控和开动设备。同样，也要求这个设备必须也是便携，轻量级，最重要是安全。为了达到这些目标。标准丝杠设计通常不能很好按要求执行这些。典型丝杠有很低投球角度和大半径，从而产生很低机械效率和很大重量。可是，使用文本中设计程序，效率和重量是被改进因而可以产生种与人肌肉相似丝杠系统。例子中问题说明个可行性丝杠设计应该是功率质量比，接近驱动它马达，即，并且机械效率为和最大动能到丝杠设计。引言在美国，有五分之人有不同形式残疾，这些人当中，人患有感觉或身体残疾。在老年人中，到是步态失调。许多残疾人可以独立受益于种形式机器人协助。个便携机器人是个被计算机控制和驱动装置，是直接接触用户。这种装置目是增强用户行为能力。在病人治疗期间，它可以用于训练，或是仅仅当作种协助病人完成日常生活装置。便携含义是指机器人必须携带方便，重量轻，而且安全是最重要。相比之下，工厂车间机器人是没有这些功能，因此，要简单修改现有技术是不可能实现。设计便携机器人标准方法有三大局限性低电池功率密度电机低强度质量比重量和安全性机械传动系统。这些工作目是审查丝杠驱动器设计过程结果显示在局限性第三项方面有了重大改进，即，重量和安全性机械传动系统。背景有趣是，在便携机器人学领域研究已经超过了过去十年增长。最近，浪涌利益可以归因于电子小型化微处理器能力和无线技术扩散推进。提高便携计算机控制设备能力可行性是可以实现。然而，除便携式计算平台可及性之外，必须谈及物理机制问题。在便携机器人发展中，主要问题是强度质量比重量和安全。有多少可利用动力可完成机械功机器人设备有多少额外力给人还有，如何转移这些动力和怎么直维护安全等用户和开动机器人之间安全互作用在便携机器人设计中是个首要问题。个便携机器人系统目是将操作员通过存贮设备获得努力和能量抵消，即，电池燃料电池和空气坦克。作动器效率和整个系统重量沉重影响分享在操作员和机器人之间工作负担。在很多情况下，机器人加给用户额外力量，能多完成项测量任务。这意味着机器人不仅必须增添操作员能力，也必须补尝它自己另外重量。作动器比较。很多机器人作动器被比作成人骨骼肌标准。设计