柔軟な柔らかい膀と不規則な4棒連結メカニズムに基づいた半活性膝義肢です
Xiaosen Lv1, Xianwen Wang2, Haoteng Wang1
1School of Mechanical Engineering, Tianjin University, 135, Yaguan Road, Tianjin, 300072, China.
Bioinspiration & biomimetics
|February 19, 2026
まとめ
この研究では,柔らかい膀と結合を使用した新しい空気動的半活性膝 (SAK) 義肢を導入しています. アクティブな伸縮とパッシブな屈折を提供し,人間の膝の動きを模倣して,義肢の協調性を向上させます.
科学分野:
- バイオメディカルエンジニアリング
- リハビリテーションエンジニアリング
- ロボット工学 ロボット工学 ロボット工学
背景:
- 先進的な義肢装置の開発は,下肢障害のある人の移動性と生活の質を改善するために不可欠です.
- 既存の義足の膝には,最適な歩行とユーザー快適性のために必要な微妙な制御と自然な動きがしばしば欠けています.
研究 の 目的:
- 義肢の機能を改善するために設計された新しい多中心型空気動的半活性膝 (SAK) アクチュエータを提示します.
- SAKの運転特性を分析し,実験テストを通じてその性能を検証する.
主な方法:
- 柔軟な柔らかい膀と不規則な4バー連結メカニズムを統合してSAKを作成し,アクティブな伸縮と受動的な屈折を可能にしました.
- 仮想作業の原則は,アクチュエータの運転特性を分析するために使用されました.
- 正確なトルク測定のため,アクチュエータ重量の影響を排除するために,下肢のテストプラットフォームが開発されました.
主要な成果:
- SAKは,空気圧膨張によるアクティブ拡張トルクと,弾性回復装置による受動的な屈折トルクを実証した.
- 実験結果は,測定された出力トルクが,特定の角度範囲内の計算値と密接に一致することを示しました.
- 弾性回復装置は,最大0.56Nmの回復トルクを提供することで,期待された性能を達成しました.
結論:
- 開発されたSAKは,人間の膝関節と整合する瞬時の回転中心 (ICR) 軌道を提供し,義肢と人体の調整を強化します.
- SAKには,低コスト,コンパクトな構造,単調な制御などの利点があり,義肢アプリケーションの有望なソリューションです.
