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题名基于凸轮弹簧机构的步行辅助器设计
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作者
何雷
胡晓军
宋建勇
王卓
梁科山
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机构
哈工大机器人(合肥)国际创新研究院
湘南学院
国防科技大学智能科学学院
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出处
《医疗卫生装备》
CAS
2020年第9期21-25,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(51875571)
国防科技基金项目(2019-JCJQ-JJ-206)
中国博士后科学基金资助项目(4139ZRL)。
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文摘
目的:设计一种基于凸轮弹簧机构的步行辅助器,通过储存下肢支撑相运动耗散的机械能,并将存储的弹性能量重新施加于后续摆动相运动,实现髋关节运动助力。方法:步行辅助器由腰部穿戴组件、髋关节弹性储能机构、碳纤维杆和下肢穿戴组件等组成。其中,髋关节储能机构采用滚子从动件对心盘式凸轮作为主结构,使用压缩弹簧作为储能驱动单元,通过弹簧预压调节旋钮实现弹簧预紧力设置,以适应不同弹性储能需求。结果:该步行辅助器可通过设置凸轮初始安装角度和调节弹簧预压量获得所需辅助力矩曲线,实现对人体步行机械能的分时调控,辅助髋关节运动,降低步行代谢消耗。结论:该步行辅助器可为跟腱受损、偏瘫及屈肌退化人群提供个性化的步行辅助策略,帮助其学习自然步态并增强步行耐力。
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关键词
步行辅助
髋关节储能
被动弹簧效应
凸轮弹簧机构
步态周期
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Keywords
walking assistance
hip joint energy storage
passive spring effect
cam-spring mechanism
gait cycle
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分类号
R318
[医药卫生—生物医学工程]
R496
[医药卫生—基础医学]
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