通过对电动膝关节假肢的统一可变阻抗控制来改善坐立负载对称性和时间

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
• 康复工程 康复工程

背景情况:

• 被动假肢导致过度使用生物肢体,导致疼痛和移动性问题.
• 目前的动力假肢具有控制限制,阻碍了自然运动,需要广泛的调整.

研究的目的:

• 开发和验证用于动力膝关节假肢的新型数据驱动阻抗控制策略.
• 改善坐立和站立的过渡,增强用户同步并减少肢体的生物应变.

主要方法:

• 利用基于大腿的相变量来参数化坐着,站着和走路的优化阻抗轨迹.
• 使用膝盖速度依赖的缩放术语将坐立平衡角度脱,减少模型拟合误差.
• 实验验证了控制器在三个膝盖以上截肢者身上在不同高度的椅子上.

主要成果:

• 动力假肢控制器展示了仿生关节机制.
• 与被动假肢相比,实现了显著减少的坐/站负荷不对称性和更快的坐/站任务完成.
• 在不同椅子高度之间实现无的坐走过渡.

结论:

• 开发的控制器为坐立和站立任务提供了相对于被动假肢的显著改进.
• 仿生辅助可以减少对生物肢体的依赖,提高膝盖以上截肢者的移动性.
• 控制器显示了集成步行和坐立功能的潜力.