一个新的被动肩部外骨架,用于协助空中工作.
Shuo Ding1, Anaya Reyes Francisco1, Tong Li1
1Department of Biomedical Engineering, National University of Singapore, Singapore, Singapore.
Wearable technologies
|March 15, 2024
概括
这项研究引入了一种新型的被动肩部外骨架 (SE),通过将扭矩发生器转移到背部来减轻手臂重量. 这种创新的设计显著降低了在空头工作期间肌肉的紧张.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 人与机器人的交互
- 可穿戴式机器人 穿戴式机器人
背景情况:
- 被动肩部外骨架 (SE) 帮助工人执行上空任务,但通常会增加手臂的重量,增加用户的疲劳.
- 现有的设计面临着平衡便携性与因扭矩发生器放置而获得有效辅助的挑战.
研究的目的:
- 开发一款新型的被动SE,配备后置扭矩发生器,以减少臂负载.
- 为了适应复杂的肩部运动,使用轻量级的登电缆系统.
- 为了满足非线性扭矩要求,采用独特的弹凸轮机制.
主要方法:
- 设计了一台被动式SE,后面安装了一个通过Bowden电缆连接的扭矩发生器.
- 包含一个弹凸轮机制,用于非线性扭矩产生.
- 对10名健康受试者进行了可用性测试,他们进行了空头工作,测量了肌肉激活.
主要成果:
- 新型SE显著降低了用户手臂上的重量.
- 电肌图 (EMG) 对肩膀肌肉的信号在辅助空头工作期间降低了高达25%.
- 该设备证明了复杂的肩膀关节运动的容纳.
结论:
- 拟议的被动SE有效地减少肌肉负荷,并通过将扭矩发生器重新安置来提高可用性.
- 该设计提供了一种轻量级和便携式的解决方案,用于顶部的工作辅助.
- 这项研究推进了被动式SE设计,重点是减轻手臂重量和提高用户舒适度.
