一个被动下肢外骨架的生物机械效应 设计用于半坐工作支持行走
Qian Li1, Naoto Haraguchi1,2, Bian Yoshimura1
1Department of Mechanical Systems Engineering, Tokyo Metropolitan University, Tokyo 191-0065, Japan.
Sensors (Basel, Switzerland)
|August 28, 2025
概括
消极的下肢外骨架或可穿戴的椅子, 这项研究发现这些设备会在下肢关节中产生意外的旋转压力, 可能会增加肌肉骨的风险.
科学领域:
- 生物力学
- 工程学
- 可穿戴技术
背景情况:
- 消极的下肢外骨架 (可穿戴的椅子) 支持工业工人半坐姿.
- 这些设备可以减轻肌肉劳动力,但可能会对行走和平衡产生负面影响.
- 有限的生物力学数据存在于这些外骨行走的关节时刻和力量.
研究的目的:
- 使用可穿戴椅子对水平行走进行生物机械评估.
- 量化可穿戴椅子对步态和下肢关节负荷的影响.
- 为了确定在行走时使用可穿戴椅子的潜在肌肉骨风险.
主要方法:
- 参与者可以带着可穿戴的椅子走路,
- 光学运动捕获和力板记录动力和地面反应数据.
- 六轴力传感器和反向动力学模型估计的联合时刻和负载.
主要成果:
- 腿部固定装置吸收了大部分旋转负荷;脚固定装置主要提供位置指导.
- 便携式椅子给下肢关节带来了意外的旋转压力.
- 这些压力可能会增加肌肉骨损伤的风险.
结论:
- 穿着椅子可以改变行走过程中的下肢关节负荷.
- 需要进行设计修改以重新分配负载并减轻肌肉骨风险.
- 进一步的研究应该集中在优化外骨设计以确保安全行走.
