马 舜，王立志，王天铄，郑天骄，张宗伟，朱延河，赵 杰

(哈尔滨工业大学机器人研究所，哈尔滨150001)

1 引言

外骨骼是能够增强和改善人体身体机能的穿戴式设备，基于拟人化设计，与人体具有相似的运动空间，能够跟随人体的运动，并提供助力承担负载，特别在一些车辆无法到达的位置，外骨骼具有独特的优势。

外骨骼的控制策略多种多样，目前比较经典的控制方法有预定轨迹控制、肌电信号控制、基于模型的补偿控制、灵敏度放大控制和自适应振荡器控制。这些控制方法都有各自的优缺点。预定义轨迹控制步态稳定，能够引导穿戴者以正确的步态进行行走，但是应用该种方法穿戴者需要适应外骨骼的步态，灵活性很难保证，往往应用于医疗康复型外骨骼；肌电信号控制方法能够直接通过肌电信号预测穿戴者的运动意图，使外骨骼灵敏快速地跟随穿戴者运动，但是肌电信号测量困难，信号不够稳定并且因人而异，使外骨骼测量系统复杂并且对人的适应性不强；基于模型的补偿控制利用动力学模型计算外骨骼当前状态下所需的关节力矩，能够起到一定的助力作用，但是难以建立精确的模型，其在灵活性和稳定性方面都存在较大的缺陷；灵敏度放大控制最早应用于BLEEX外骨骼，无需额外引入其他的传感器，能够在保证助力效果的同时实现较好的灵活性，但该方法抗干扰能力较弱，尤其是当灵敏度系数较大时很容易出现不稳定的现象，所以其跟随性能受限；……