基于轨道能量分析的站立姿势下肢外骨的平衡恢复

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
• 康复工程 康复工程

背景情况:

• 有效的平衡控制对于下肢康复外骨的安全性和稳定性至关重要.
• 对于这些设备的专用,生物力学启发的平衡恢复策略,研究有限.

研究的目的:

• 引入一个新的指标,轨道能量 (OE),用于评估人类外骨系统平衡.
• 开发和验证使用OE用于外部骨平衡恢复的控制框架.

主要方法:

• 开发了基于质量中心动态的轨道能量 (OE) 度量.
• 实施了使用OE选择脚和关节扭矩策略的控制框架.
• 通过Matlab Simulink模拟和与人类受试者的物理实验验证实了算法.

主要成果:

• 模拟显示在各种干扰下有效恢复平衡.
• 物理实验显示,在保持平衡期间,肌肉活化显著减少.
• 在评估和控制系统平衡方面,OE指标被证明是有效的.

结论:

• 像OE这样的生物力学启发的指标可以显著提高外骨功能,用于康复.
• 开发的控制策略提高了外骨架辅助康复的安全性和稳定性.
• 开业教育为更有针对性,更有效的平衡恢复干预提供了途径.