在立姿期间,以动量为基础的下肢外骨架的平衡控制

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
• 控制系统 控制系统

背景情况:

• 下肢外骨架旨在恢复患者的运动能力.
• 实现稳定,自主平衡仍然是外骨技术的一个重大挑战.
• 现有的控制器往往需要外部支持或复杂的轨迹规划.

研究的目的:

• 为下肢外骨架实施和评估基于动量的平衡控制器.
• 评估控制器能够独立拒绝外部干扰并保持平衡的能力.
• 探索残疾人使用者无拐杖行走的潜力.

主要方法:

• 开发一种基于动量的新型控制算法.
• 将控制器集成到一个功能性的下肢外骨架原型中.
• 实验测试涉及向前和向侧方向模拟的推力 (扰动).
• 在重量转移机动期间评估自平衡能力.

主要成果:

• 控制器成功地向前和侧向排斥,推向30N,摇摆最小.
• 外骨在没有预定义的关节轨迹的情况下表现出稳定的重量转移.
• 反向推送排斥受限于设备的物理质量分布,而不是控制策略.
• 初步结果表明,改善资产负债表表现的巨大潜力.

结论:

• 基于动量的控制器为下肢外骨架的自主平衡提供了一个有希望的方法.
• 这项技术代表了向使残疾人患者实现无拐杖行走迈出的一步.
• 进一步的参数调整可能会提高对更强大的干扰的稳定性,并扩大操作能力.