IEEE trans:下肢外骨骼辅助驾车时的接触行为监测

2021-10-19 03:48:23 来源:
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有数几十年来,脊柱硬壳的其发展助长了对其可靠性的不可或缺学术研究。根据自已眼科怪兽的上新ISO安全标准(ISO 13482:2014),用于自已眼科的怪兽和怪兽器材,都有硬壳,需要人-怪兽密切体验和协同。目之前,硬壳控制器和硬件上新设计需要不小的退步,以解决问题三高低水平的安全;否则,这些硬壳或许会在特别上新设计行驶步骤中的对后肢导致不利因素,甚至导致严重影响伤害。“ReWalk”硬壳的可靠性和耐受性最有数已针对脊髓烧伤患者来进行了指标,并发表意见了上新设计硬壳生命时长段时的可靠性和国际金融。脊柱硬壳致动器导致的总能量一般来说通过稳定性硬件传输给其他用户。其他用户的硬壳和秘密组织中的间的稳定性差异或许会引发衣带黏膜缓冲,并由于软秘密组织轧缩和刹车顺应性而导致较大的强子意志力。震动对黏膜的因素以之前已经被学术研究过,黏膜烧伤,如水泡和溃疡,与震动和变形高度特别。变形意志力是由黏膜颗粒的震动和轧意志力共同导致的,并减少黏膜心肌。必须进一步学术研究特别上新设计行驶步骤中的的受伤害犯罪行为,都有滑移和强子意志力。

在来进行全盘的风险指标时,数据获取和指标是必不可少的,而人-怪兽强子的测对于指标硬壳的可靠性和舒适性低水平是有用的。提出了一个轧意志力仪器器模组来测强子轧意志力。为了监测特别上新设计坐立运动所期间的受伤害犯罪行为,上新设计了一个带有个人电脑光学缓冲和意志力仪器器的仪器衣带两组。通过两个意志力仪器器这样一来测作用于在衣背著的所有意志力,并通过缓冲仪器器考虑到黏膜与仪器衣带中的间的相对来说缓冲梯度。为了指标交互变形意志力,开发设计了一种上新安全验证分析方法,应用于脊柱硬壳的坐立运动所。

仪器衣带两组旨在测在特别上新设计步行步骤中的作用在衣带颗粒的强子意志力以及其在黏膜颗粒的缓冲。衣带两组由两个边沿组件和一个中的间组件合组。2个激光器仪器器(ADNS-9800,Avago Technologies,Singapore)和两个三轴意志力仪器器(USL06-H5-50N,Tech Gihan Co.,Japan)加装在中的间组件的中的央底座上。在来进行步行实验者之之前,学术研究了仪器衣带的性能,都有其测定受伤害犯罪行为的可靠性和能意志力。用于怪兽旋转式(MH5F,Yaskawa,Japan)在 x-z 直角上在一块;也黏膜移动衣带两组。运动所猎杀子系统(MAC 3-D 子系统,Motion Analysis Co., CA USA)。将仪器衣带两组连结到旋转式的末端执行器上,并将表面为 15 mm 的;也肤上构成一些紧身衣的一块织物(表面:0.35 毫米)。 在来进行功能测试之之前,将每个标记的初始方位日志为反之亦然的从外部,然后换取每个标记在运动所步骤中的与从外部的相对来说梯度。由于 M3 连结到衣背著,因此可以获取衣带的相对来说梯度。

仪器两组上新设计

本实验者中的用于了带有四个电器的定制脊柱硬壳。;也设特别上新设计步行是牢固的,步幅时长变化大于。考虑到控制算法以代表脊柱硬壳的类似特别上新设计方式而。轧意志力仪器器加装在皮包上,用于测定后背撞击的瞬间。然后获取跨步时长,并用于之前一个后肢时长段的值来考虑到后续后肢过渡期的特别上新设计时长间隙。脊椎负载由髋脊椎和脊椎远处的电器提供。。在每条腿的蹲过渡期,髋脊椎东南侧的电器在后肢的 15-45% 的髋脊椎伸展斜向上提供负载时长段,而脊椎东南侧的负载在后肢时长段的 30-60% 内提供了脊椎屈曲斜向的负载。八名健康男性人或许会(年龄:24.4±1.2 岁,cm:174.6±2.6 厘米,肥胖:66.9±4.0 公斤)出席了实验者。仪器衣带两组被可选择放置在硬壳右大腿的后侧。

佩戴硬壳的实验者上新设计

沿z轴的衍生物变形意志力分别在后肢时长段的开始和40–50%内远超最大值和大于值。因为在这些下一场,黏膜和衣口中的间几乎从未缓冲,变形意志力的减低提示黏膜和软秘密组织变形的发生,这将在秘密组织中的造成了显著的变形应变并减低黏膜烧伤的风险。实验者结果表明,运动所斜向上的变形意志力的一般来说在后肢时长段的开始附有数和 40-50% 内远超峰值。接有数开始时,变形意志力之外的在仪器衣带的下边沿和中的部,而之前期则之外的在上边沿和中的部。在后肢时长段的 40-50% 以上,观察到可忽略不计的滑移。硬壳执行器导致的动意志力总是通过怪兽衣口和皮包上的强子意志力传递到保持平衡手脚。如果在特别上新设计行驶步骤中的硬壳和脊柱的运动所完全匹配,则只能观察到衣带和黏膜中的间的意志力来进行总能量传递。载入声势浩大过渡期(后肢时长段的 0-20%)的意志力一般来说大于蹲过渡期的一小。在载入声势浩大过渡期,一个很大的高东南侧反作用意志力这样一来作用于到硬壳上,这也通过怪兽衣口和皮包因素了保持平衡手脚。作用于衣带轧在大腿上,在超重声势浩大过渡期法向意志力减低。此外,在脚趾离地后旋转过渡期的法向意志力的一般来说减低,尽管也就是说的速率和一般来说在人或许会中的间略有不同。此外,当在旋转过渡期手脚腿时,动意志力也或许在硬壳和脊柱中的间转移。

总之,本学术研究所上新设计的仪器衣带可以指标在特别上新设计行驶中的的受伤害犯罪行为和受伤害安全。为下一步;也肢上新设计提供了参考。

X. Wan, Y. Liu, Y. Akiyama and Y. Yamada, "Monitoring Contact Behior During Assisted Walking With a Lower Limb Exoskeleton," in IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering

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