一个被动外骨架的设计和分析,其关节储能储能
Shuhai Hu1, Wenjie Chen1, Xiaoyu Xiong1
1School of Electrical Engineering and Automation, Anhui University, Hefei, Anhui, China.
概括
这项研究引入了一种新的被动部外骨架,可以减少行走的能量消耗. 它使用一种新的机制来储存和释放能量,使步行更有效率.
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:
- 在行走期间降低代谢成本对于移动性和耐力至关重要.
- 被动外骨架提供了一个有前途的方法来节省能源,而无需主动控制系统.
研究的目的:
- 设计和验证一种新型的被动部外骨架,以减少行走时的代谢消耗.
- 开发和分析一个能效储能和释放能量的能源管理机制.
- 整合一个重力平衡机制,以减轻下肢重量对肌肉工作的影响.
主要方法:
- 用于能源管理的双稳定开关设计和实施一个螺旋螺旋弹机制.
- 基于行走生物力学的机制和切换时间的分析.
- 整合了一个重力平衡机制,以减少肢体重量的影响.
- 使用Opensim软件进行人外骨交互模拟.
- 原型建造和实验验证测量辅助扭矩和电肌图 (EMG) 信号.
主要成果:
- 开放式模拟显示,在行走期间代谢消耗显著减少.
- 实验结果证实了重力平衡机制的有效性.
- 储能和释放的方法在提供援助方面被证明是有效的.
- 测量的辅助扭矩和EMG信号验证了外骨的功能性能.
结论:
- 这种新型的被动部外骨架有效地降低了行走期间的代谢成本.
- 综合能源管理和重力平衡机制是外部骨性能的关键.
- 这项技术有可能提高人类的流动性并减少体力炼.
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