Messung von Nutzerinteraktion mit einem Exoskelett durch EMG und Gelenk-Drehmomente

Abstract

Zusammenfassung Die Bestimmung der Bewegungsintention stellt eine Herausforderung in der Mensch-Roboter-Kooperation dar, um einen sicher und intuitvive Bedienung zu ermöglichen. Hierzu werden zwei Messprinzipen zur Nutzerintentionserkennung mit einem Oberarm-Exoskelett untersucht. Für die Antriebsachsen wird ein strukturintegrierter Drehmomentsensor entworfen und über ein dynamisches Modell unter Berücksichtigung der Schwerkraft, Trägheit und Reibung des Exoskelettes das Nutzermoment bestimmt. Das gemessene Drehmoment wird mit EMG-Signalen der beteiligten Muskeln der Schulter verglichen. Aus Probandenmessungen ist eine Verzögerung des mechanischen Drehmomentes hinter der elektrischen Muskelaktivierung von maximal 80 ms und ein linearer Zusammenhang zwischen Drehmoment und EMG Signal zu erkennen.