利用模块化、可反向驱动的动力髋膝矫形器增强自主运动
机器人学
2021-10-05 v1
摘要
行动障碍在社会中十分突出，对受影响个体有广泛的危害。解决这一异质人群中个体的特定缺陷需要模块化、部分辅助的下肢外骨骼。本文介绍模块化可反向驱动下肢卸载外骨骼（M-BLUE），其在商用矫形器上采用高扭矩、低机械阻抗执行器并配合钣金修改，以产生多种髋和/或膝辅助配置。台架系统辨识验证了执行器理想的反向驱动特性，并可实现 0.4 Nm 内的扭矩预测。一项健康人体受试者实验表明，M-BLUE 的三种单侧配置（仅髋、仅膝和髋膝）配合简单重力补偿控制器，在升降任务中相对于无装置条件可降低肌肉 EMG 读数。在主要深蹲肌肉（除股二头肌外）中观察到平均肌肉用力与峰值肌肉激活的降低，显示出减轻导致不良举姿的疲劳的潜力。这些有前景的结果推动了 M-BLUE 在髋/膝骨关节炎和老年衰弱等更多受试者群体中的应用，以及 M-BLUE 向双侧和踝部配置的扩展。
引用
@article{arxiv.2110.01562,
title = {Enhancing Voluntary Motion with Modular, Backdrivable, Powered Hip and Knee Orthoses},
author = {Christopher Nesler and Gray Thomas and Nikhil Divekar and Elliott J. Rouse and Robert D. Gregg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.01562},
year = {2021}
}
备注
8 pages, 7 figures