模拟和实验研究轮椅人体系统在不均路面下的稳定性和舒适性
Haitao Luo1,2, Xuan Cao3, Yuming Dong1,4
1State Key Laboratory of Robotics, Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Shenyang, China.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|November 29, 2023
概括
智能轮椅可以提高移动性,但在崎的地形上可能不稳定. 这项研究开发了一个动态模型来分析轮椅人类系统的稳定性和舒适性,并通过现实世界的测试来验证它.
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
- 人与计算机的交互
背景情况:
- 传统的手动轮椅不足以满足现代需求.
- 智能轮椅提供了增强的操作,但在复杂的表面上面临着稳定性挑战.
- 不平坦地形的振动会对用户的健康和舒适产生负面影响.
研究的目的:
- 建立一个数学理论来分析轮椅-人系统的滚动和俯冲稳定性.
- 评估智能轮椅在各种道路条件下的稳定性和舒适性.
- 通过模拟和实验测试验证多体动力学模型.
主要方法:
- 开发了一种包含人类骨和关节硬性的多体动力学模型.
- 模拟轮椅-人体系统在沟,台阶和路面的性能.
- 为实验验证建造了一个轮椅测试平台.
主要成果:
- 在模拟和现实驾驶过程中获得人体和轮椅组件的加速和欧勒角度数据.
- 分析模拟和实验数据,以评估系统的稳定性和舒适性.
- 通过比较模拟和测试结果,验证了多体动力学模型的准确性.
结论:
- 多体动力学模型准确地预测了轮椅人类系统的性能.
- 该研究为评估和改进智能轮椅稳定性和用户舒适性提供了一个框架.
- 这些发现有助于开发更安全,更舒适的智能轮椅,适用于各种环境.
