多关节驱动下肢外骨架以协助动态提升和携带任务的工程学评估
Fatai Sado1,2, Raja Ariffin Raja Ghazilla3, Mukhtar Fatihu Hamza4
1Centre for Product Design and Manufacturing, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Malaya, Kuala Lumpur, Malaysia. abdfsado1@gmail.com.
Scientific reports
|August 29, 2025
概括
这项研究表明动力外骨显著降低了举重和携带任务的肌肉活动和感知力. 这种辅助设备有望减少手工劳动的体力压力.
科学领域:
- 生物力学
- 人与机器人的互动
- 工程学
背景情况:
- 重复的手动提升和携带任务可能会导致肌肉骨损伤.
- 人们正在开发外骨来增强人体力量并减少体力劳累.
- 评估下肢外骨在职业环境中的有效性至关重要.
研究的目的:
- 调查关节和膝关节关节执行手动操作任务的外部骨的性能.
- 使用外骨架量化肌肉活动和感知力的减少.
- 评估外骨在提升和携带过程中对疲劳的影响.
主要方法:
- 一项概念验证研究,涉及15名参与者进行举起和携带任务.
- 电动肌图 (EMG) 传感器测量了大肌,大腿直肠和腹肌肌的肌肉活动.
- 参与者对任务后的肌肉骨劳动进行了评分;每位参与者对疲劳的发作进行了评估.
主要成果:
- 外骨减少了大骨 (30-60%),大腿直肠 (30-38%) 和腹肌 (40-58%) 的肌肉活动.
- 参与者报告说,使用外骨架感知下肢劳动力减少了26. 9%.
- 个人对疲劳的评分差异很大.
结论:
- 动力外骨架有效地减少了肌肉活动和举起和携带的感知力度.
- 研究结果提供了强度增强外骨在手工劳动中的性能数据.
- 需要进一步的研究来探索外骨在预防累积创伤疾病中的使用.
