开发用于步行康复的分裂力控制身体重量支 (SF-BWS) 机器人
Asuka Takai1,2, Tatsuya Teramae1, Tomoyuki Noda1
1Department of Brain Robot Interface, Brain Information Communication Research Laboratory Group, Advanced Telecommunications Research Institute International (ATR), Kyoto, Japan.
Frontiers in human neuroscience
|July 27, 2023
概括
这项研究介绍了一种使用气动人工肌肉 (PAMs) 的新型分力控制体重支 (BWS) 机器人. 机器人有效地支和转移身体的重量,使行走过程中的自然主义运动成为可能.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物力学 生物力学
- 康复工程 康复工程 康复工程
背景情况:
- 传统的身体重量支 (BWS) 系统通常使用弹或单个执行器,限制了独立控制.
- 现有的BWS设备可能会限制上半身的移动性,在康复期间影响自然步态.
研究的目的:
- 引入和评估一个由两个气动人工肌肉 (PAM) 驱动的新型分裂力控制BWS (SF-BWS) 机器人.
- 评估机器人的能力,以提供独立的,力控制的支持,对用户的身体的左侧和右侧.
- 通过新设计的带在BWS行走过程中验证上半身运动的自由.
主要方法:
- 开发一台SF-BWS机器人,配备两个独立控制力的PAM.
- 设计了一种新的带,用于直接支持部,允许肩膀和上胸部自由.
- 在强力控制的部分BWS行走期间,与健康参与者进行运动捕捉分析.
- 在测试台上模拟负载 (40,50,60公斤) 的力追踪和分力控制任务.
主要成果:
- 运动捕捉证实,带在BWS行走时不会阻碍上半身运动,这在数量上与自然行走相似.
- SF-BWS机器人成功地使用两个PAMs产生了所需的垂直支力.
- 分力力控制证明了机器人能够将体重转移到中侧方向的能力.
结论:
- 开发的SF-BWS机器人使用PAM,可以独立精确地控制身体重量支.
- 新的带设计促进了自然的上半身运动,这对于有效的步行训练至关重要.
- 这项技术显示出先进康复机器人的前景,使动态重量转移和个性化支持成为可能.
