主动下肢假肢的事件检测
机器人学
2025-07-24 v1
摘要
准确的事件检测是半被动式和驱动式假肢成功设计的关键。从运动学来看，自然膝关节复杂，包含翻译和旋转分量，对步态特征有显著影响。当简化为pin关节时，这些行为的部分会被丢失。本研究探讨了髌骨韧带拉伸在事件检测中的作用。采用双髌骨设计的膝关节，受制于前后腘绳肌韧带的类比物。这种设计能够通过韧带的拉伸来 characterize 膝关节的运动学。利用与髌骨韧带平行的 LVDTs 记录韧带拉伸，该装置用于在跑步机上以3种速度捕获数据。本研究发现，髌骨韧带拉伸在速度上存在依赖性，尤其在步态循环的5%和80%处表现突出，分别对应后腘和前腘。循环轮廓随速度而保持一致；因此，其他静态事件，如转折点，在后腘和前腘的90%和95%处均可作为初始接触的预测前驱。同样在90%和95%处，另一对转折点可用于预测脚踏地面。本研究得出结论，使用双髌骨设计可以提高步态循环中事件的检测精度，从而提高后续驱动假肢控制器的准确性。
引用
@article{arxiv.2507.17649,
title = {Event Detection for Active Lower Limb Prosthesis},
author = {J. D. Clark and P. Ellison},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.17649},
year = {2025}
}