开发和验证具有关节旋转能力的自我调整膝关节外骨架

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
• 康复工程 康复工程 康复工程

背景情况:

• 外骨自我调整对于用户的舒适性和有效的运动辅助至关重要.
• 设计外骨架,同时协助膝盖和部运动,同时适应关节错位是具有挑战性的.

研究的目的:

• 为膝关节外骨架提出一种新的空间自我调整机制.
• 为了同时协助膝盖曲/延伸 (FE) 和部内部/外部旋转 (IER).
• 分析动力学兼容性并优化外骨架设计以提高性能.

主要方法:

• 为膝关节外骨架开发空间自我调整机制.
• 建立和分析动力学模型以确保动力学兼容性.
• 为设计优化提供全球扭矩操纵 (GTM) 指数的建议和应用.
• 对外骨的性能进行实验验证.

主要成果:

• 拟议的外骨架可以同时协助膝盖FE和部IER.
• 动力学分析证实了外骨与人类关节轴 misalignment 的兼容性.
• 使用GTM指数的优化改善了外骨的性能.
• 实验结果表明,与现有的外骨架相比,相互作用力和扭矩较低.

结论:

• 新的空间自我调整机制显著改善了膝关节外骨的舒适性和运动辅助.
• 开发出来的外骨有效地减少了结合膝盖和部运动期间的相互作用力和扭矩.
• 这种设计为可穿戴机器人系统在康复和辅助应用中提供了有希望的进步.