新型高扭矩助力外骨骼系统:探索多关节步态辅助研究

需积分: 9 1 下载量 156 浏览量 更新于2024-07-09 收藏 5.78MB PDF 举报
本文探讨了下肢外骨骼在提升各类人群如残疾人、老年人、工作者、急救人员和军事人员移动能力方面的潜力。尽管近年来在下肢外骨骼技术上取得了显著进步,但市场上可供商业应用的产品仍相对有限,且大部分研究往往受限于硬件性能。尤其是那些设计有高扭矩和高功率组件的多关节辅助策略,由于现有设备的局限性,它们尚未得到充分的测试。 针对这一挑战,研究人员提出了一种创新的臀部-膝盖-脚踝外骨骼模拟器(Hip-Knee-Ankle Exoskeleton Emulator,简称HKAEE)。这款装置旨在解决现有设备无法满足的高性能需求,能够施加与上坡跑步时观察到的同等甚至更大的扭矩和功率。HKAEE的核心特点是配备了强大的离线电机,它们驱动一个13.5公斤重的外骨骼系统,这使得它具备了执行复杂运动任务的能力,包括模拟高负荷条件下的步态辅助。 该模拟器的设计和开发考虑到了未来辅助策略的测试需求,能够提供一个理想的研究平台,帮助科学家们深入探究高扭矩和高功率策略对改善运动效率、减少疲劳以及可能的生物力学影响。通过HKAEE,研究者能够更细致地分析这些策略的适用性和潜在效果,从而推动下肢外骨骼技术的进一步发展,并最终提高穿戴者的功能性运动表现和生活质量。 此外,本文还可能涉及外骨骼系统的控制算法、适应性设计、舒适度评估以及与人体运动协调性的研究。研究团队可能会探讨如何优化动力传递、减轻重量与能耗、以及如何确保安全性和用户易用性。HKAEE的出现为下肢外骨骼领域的创新提供了新的实验工具,有望推动辅助策略的研发和实际应用的边界。