基于SMA的执行器的设计,用于复制脑麻儿童患者的正常步行模式

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 康复机器人 康复机器人
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 大脑 (CP) 是一种运动障碍,在全球影响0.22%,通过物理治疗和康复机器人来管理.
• 外骨架在CP治疗中具有优势,正在向更可穿戴和仿生设计的方向发展.
• 模仿人体组织的灵活执行器对于先进的外衣技术至关重要.

研究的目的:

• 为儿科脑患者设计一套灵活的外套.
• 将基于形状记忆合金 (SMA) 的人工肌肉用于脚关节运动.
• 为了复制脚关节的自然步行循环模式.

主要方法:

• 四个基于SMA的执行器在关键的执行点被集成到一个灵活的外套中.
• 一个双层控制器管理的执行器操作.
• 六个惯性传感器为闭环控制提供了实时角度位置反.
• 执行器的反应与不同频率的参考儿科步行模式进行了测试.

主要成果:

• 外套证明了复制儿科脚步行周期模式的能力.
• 通过长时间的误差测量,工作频率和冷却时间来评估性能.
• 该系统在康复机器人应用方面显示出有希望的结果.

结论:

• 开发的基于SMA的柔性外套是一种可行的技术,用于儿科康复.
• 需要进一步的研究,以解决更广泛的临床应用所发现的局限性.
• 这项技术有可能用于CP管理和类似的辅助应用.