一个轻量级的动力部外骨架,具有并行驱动器,用于正面和斜面平面辅助

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
• 辅助技术 辅助技术 辅助技术

背景情况:

• 可穿戴机器人和动力外骨架有可能改善移动障碍患者的行走能力.
• 目前的关节外骨架主要协助斜腰平面,忽视了中侧平衡的关键正面平面.
• 现有的双平面关节外骨架往往太重和重,无法在实际,现实世界中应用.

研究的目的:

• 为了展示动态模型,机械设计和测试一种新型的动力部外骨架.
• 开发一种轻量级,细的部外骨架,能够在行走过程中提供前平面和前平面的辅助.
• 评估外骨对步态参数的扭矩生成能力和影响.

主要方法:

• 开发了一种动力部外骨架,使用独特的并行动力驱动器.
• 设计的重点是实现轻量级 (5.3公斤) 和纤细的配置文件.
• 在5名健康人群中进行了基板和人体测试,以评估扭矩产生和步态变化.

主要成果:

• 开发出来的外骨重量轻 (5.3公斤) 且细,在走路时产生30N·m (斜) 和20N·m (正面) 扭矩.
• 实现了5.7N·m/kg的扭矩密度,比之前的系列动力设计增加了53%.
• 人类测试表明,正面平面扭矩可以改变步幅,而斜面平面扭矩则有助于部曲/延伸.

结论:

• 与现有设计相比,新型平行动力部外骨架在扭矩密度和便携性方面取得了显著的进步.
• 该设备能够提供斜腰和正面平面辅助,这表明它有可能改善步态经济和平衡.
• 这种轻量级和有效的外骨架可能为行动障碍者提供现实世界行走辅助的可行解决方案.