在动力膝关节假肢中使用自身感应力传感的步行事件检测:对步行速度和斜坡的验证
Emily G Keller1, Curt A Laubscher1, Robert D Gregg1
1Department of Robotics, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109.
IEEE International Conference on Robotics and Automation : ICRA : [proceedings]. IEEE International Conference on Robotics and Automation
|August 14, 2023
概括
这项研究引入了一种新方法,用于动力假肢检测行走事件,使用自身感知执行器,消除了对负载细胞的需求. 这项创新降低了设备的重量和成本,同时精确识别了步行事件.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物力学 生物力学
背景情况:
- 动力假肢设备通常使用负载电池来检测步行事件,增加重量和成本.
- 自主感应驱动器通过将驱动器扭矩与地面接触力联系起来,提供了一个替代方案.
研究的目的:
- 介绍一种用于估计地面反应力的新型自感应力感知范式.
- 在不依赖负载电池的情况下检测动力假肢中的步态事件.
主要方法:
- 开发了一个浮体动态模型,压力中心有约束.
- 导出约束力来估计地面反应力和步态事件时间.
- 用动力膝关节假肢进行跑步机实验.
主要成果:
- 准确的步态事件定时可以在没有负载细胞的情况下实现.
- 与负载电池相比,跟鞋撞击检测滞后6.7 ± 7.2 ms.
- 与负载电池相比,脚脱离检测率为30.4 ± 11.0 ms.
结论:
- 在动力假肢中建立了自感受力感知概念的概念证明.
- 证明了在没有负载电池的情况下检测步态事件的可行性.
- 突出了更轻,更具成本效益的假肢设备的潜力.
