计算机科学 > 机器人技术
[提交于 2024年10月31日
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标题: 一种带有动力跖屈和socket对齐的矢状面踝足假肢
标题: A Sagittal Planar Ankle-Foot Prosthesis with Powered Plantarflexion and Socket Alignment
摘要: 假肢踝足矫形器可以经常通过协助脚尖离地来降低行走的能量成本。 然而,过分关注提供机械功可能导致忽视甚至加重截肢者常见的慢性疼痛、刺激、压力性溃疡以及最终的骨关节炎等问题。 本文介绍了基于预测性生物力学步态模拟设计和验证的一种新型胫骨下假肢,这种模拟旨在最小化用户努力和来自假肢接受腔的相互作用负荷的组合。 根据这些研究结果,该设备设计了一个非仿生的前后方向自由度,运动范围为10厘米,主要由位置控制来改变假肢脚与残肢的对齐方式。 该系统既可以移动也可以固定使用,电池、致动器和大部分电子设备都位于一个小背包内。 机械负荷通过缆绳传递到假肢上,从而减少了远端质量携带的需求。 我们测量了扭矩和力传感精度、开环致动器性能、闭环扭矩和位置控制带宽以及行走时的扭矩和位置跟踪误差。 该系统能够在两个自由度上分别产生高达160牛米的跖屈扭矩和394牛的前后方向(AP)平移力,闭环控制带宽约为7赫兹。 行走时的扭矩跟踪误差在约10牛米范围内准确,但位置跟踪受到相位滞后的影响较大,这可能是双向机制中的缆绳松弛造成的。 原型能够复制我们的仿真假肢动态,并为使用预测性生物力学模拟作为可穿戴机器人设计工具提供了有用的见解。
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