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题名被动踝足外骨骼对平地行走时运动表现的影响
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作者
孟琳
宋钊熙
董洪涛
徐瑞
明东
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机构
天津大学医学工程与转化医学研究院
天津大学精密仪器与光电子工程学院生物医学工程系
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出处
《电子测量与仪器学报》
CSCD
北大核心
2023年第6期14-21,共8页
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基金
国家重点研发项目(2022YFF1202500,2022YFF1202503)
国家自然科学基金项目(82001921)资助。
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文摘
被动踝关节外骨骼(unpowered-ankle exoskeleton)可实现人体步态行走良好辅助作用,但对其助行增强效果研究多局限于跑步机行走范式,现少有在平地行走下穿戴外骨骼对穿戴者运动生物力学影响的研究。本研究设计组装了一款低成本模块化的被动踝关节外骨骼,首次研究了平地行走下穿戴被动踝关节外骨骼对健康年轻穿戴者肌肉激活与运动表现的影响。实验招募5名穿戴者,在无外骨骼、仅穿戴外骨骼框架和穿戴外骨骼3种实验条件下完成直线行走任务,过程中同步采集人体下肢主要肌群的肌电和关节运动轨迹。提取了肌电激活特征和关节角度特征,采用双因素方差分析方法揭示了不同外骨骼穿戴状态对相关特征的影响。结果表明,外骨骼框架会对人体提供支撑,降低站立阶段腓肠肌内侧肌肉激活。而穿戴外骨骼在站立阶段使腓肠肌内侧的平均肌肉激活显著降低20%,也显著降低了踝关节的峰值力矩及功率。外骨骼会使髋膝关节的运动学和动力学表现发生变化,这可能与下肢关节间的能量交换有关。因此,被动踝关节外骨骼可在平地行走下对踝关节实现支撑相和推离阶段有效辅助,但穿戴者同时也会适应外骨骼穿戴而改变其步态。
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关键词
踝足外骨骼
人体增强
无动力外骨骼
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Keywords
ankle-foot exoskeleton
human augmentation
unpowered exoskeleton
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TN99
[自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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题名踝足助力外骨骼研究与展望
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作者
颜兵兵
郭广鹏
潘武
马常友
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机构
佳木斯大学机械工程学院
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出处
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期159-167,共9页
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基金
黑龙江省省属高等学校基本科研业务费科研项目(2021-KYYWF-0562)
黑龙江省高等教育本科教育教学改革研究重点委托项目(SJGZ20220123)。
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文摘
助力型外骨骼可有效提高步行效率。以踝关节助力需求为研究对象,通过梳理国内外文献资料,阐述了踝足助力外骨骼的技术发展历程与研究现状。通过对比分析现有踝足助力外骨骼在结构形式、能源转换、驱动方式等方面的技术特点,描述了不同外骨骼的助力原理、构型设计、控制策略及其代谢损耗情况,进而探讨目前亟待解决的问题,并对其发展趋势做出展望。
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关键词
踝足助力外骨骼
驱动方式
控制策略
代谢损耗
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Keywords
ankle-foot-assisted exoskeleton
driving method
control strategy
metabolic consumption
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分类号
TP271
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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