通过生物仿真电缆驱动的脚外骨架增强人类行走经济

科学领域:

• 生物力学和机器人技术
• 人类增强技术的人类增强技术

背景情况:

• 传统的外骨由于刚性设计和增加的质量而面临限制.
• 改善步行经济对于有效的步行辅助外骨至关重要.

研究的目的:

• 开发和评估一个电缆驱动的脚外骨架,以提供有针对性的脚下屈曲辅助.
• 通过解决传统外骨架设计的局限性来增强步行辅助.

主要方法:

• 一个紧的,轻量级的电缆驱动的外骨架,灵感来自人类肌复合体.
• 一个基于反的级联重复控制系统,具有多传感器融合,用于精确的力控制.
• 长椅和跑步机实验,以评估执行性能和行走经济性.

主要成果:

• 外骨显示带宽大约为13.5Hz,力追踪误差为5%.
• 跑步机实验显示,与无助行走相比,步行经济有7.53%的改善.

结论:

• 拟议的电缆驱动脚外骨架设计显示了改善步行辅助的巨大潜力.
• 轻量化和有针对性的辅助方法促进了有效外骨的开发.