一个新型的被动职业肩部外骨架,具有可调节的峰值辅助扭矩角度,用于上空任务

科学领域:

• 生物机械工程 生物机械工程
• 职业健康 职业健康 职业健康
• 人与机器人的交互

背景情况:

• 空头任务经常导致与工作相关的肌肉骨疾病.
• 被动肩部外骨架提供了一种轻量级,负担得起的解决方案,但往往会损害运动范围或紧性.
• 现有的设计难以平衡不同任务的适应性和用户的移动性.

研究的目的:

• 开发和验证一种新型的被动性职业肩部外骨架,可适应各种上空任务.
• 为了确保足够的运动范围 (ROM) 并保持设备的紧性.
• 为了减少肩膀的物理负荷,并提高工业工作期间的用户体验.

主要方法:

• 制定动力学模型和模拟来设计一个人体工程学肩部结构.
• 集成一个扭矩发生器,可调节的峰值辅助扭矩角度和被动离合机制.
• 通过十名健康参与者执行的螺丝任务进行功能验证.

主要成果:

• 外骨表现出足够的ROM,在 sagittal 中达到164°,在水平曲/延伸中达到158°.
• 观察到肌肉激活 (高达49.6%),感知到的努力和丧的显著减少.
• 参与者报告说用户体验有所改善,得分为79.7/100.

结论:

• 拟议的外骨架促进了自然运动,并为空中作业提供了有效的协助.
• 在工业环境中,它显示出降低肌肉骨疾病风险的潜力.
• 该设计提供了对多任务适应性和对更广泛的外骨应用的高效辅助的见解.