膝盖曲辅助方法用于人类外骨系统

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 人与机器的互动 人与机器的互动

背景情况:

• 膝关节是下肢外骨架研究的一个关键焦点.
• 基于收缩元件 (CE) 的屈曲辅助在整个步行周期中的有效性仍然不清楚.

研究的目的:

• 分析有效的膝盖曲辅助方法,使用被动元件 (PE) 能量机制.
• 设计一个增强的自适应振荡器 (EAO),以无地整合人类外骨.
• 为了验证基于CE的膝盖曲支的特定辅助配置文件的必要性.

主要方法:

• 分析PE能量储存和释放,以获得最佳的援助时间.
• 开发一个EAO,通过离散里埃变换 (DFT) 和有限状态机器 (FSM) 结合基本频率估计.
• 使用电肌图 (EMG) 和代谢指标进行实验验证,以评估辅助的有效性.

主要成果:

• 基于CE的膝盖曲辅助最有效的是与整个关节功率期保持一致,而不仅仅是负功率阶段.
• 在辅助过程中确保人类的活跃运动显著减少了对抗性肌肉激活.
• 拟议的EAO与DFT和FSM增强了系统的稳定性和实用性.

结论:

• 有效的基于CE的膝盖屈曲辅助需要与整个关节动力循环同步,并支持活跃的人类运动.
• 该EAO提供了一个强大的方法,以整合人类的意图与外骨架的协助.
• 这些发现有助于设计更自然,更高效的下肢辅助设备.