控制动力假肢动力学在步行和爬楼梯之间的连续过渡

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:

• 动力假肢腿提供了增强的功能,包括一步一步的楼梯上升.
• 当前的控制系统经常使用离散模式进行步行和爬楼梯,缺乏仿生过渡.
• 有能力的个体在步行过渡期间表现出连续的关节生物力学调整.

研究的目的:

• 开发一种基于相位的动力控制器,用于动力膝关节假肢.
• 为了使步行和爬楼梯之间的连续和仿生过渡成为可能.
• 为了允许无过渡,无论哪个腿开始运动.

主要方法:

• 实现了基于相位的动力控制器,用于动力膝关节假肢.
• 利用数据驱动的动力学模型,在稳定状态模型之间进行连续的插值.
• 对两名腿骨移植截肢的参与者进行了实验.

主要成果:

• 在行走和爬楼梯之间,在膝盖和脚运动中表现出平稳的过渡.
• 实现了可比或较低的根平均平方误差与健康数据变异相比.
• 控制器允许假肢和完整的腿都能有效地领导过渡.

结论:

• 开发的控制器为动力假肢提供了连续的生物模拟转换.
• 这种方法在改变步态时改善了自然关节生物力学.
• 结果表明,转腿截肢患者的移动性和用户体验得到了增强.