IEEE trans:下肢外骨骼辅助步行时的接触行为风险评估

2022-01-17 01:40:27 来源:
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仅有几十年来,手部角质层的发展促使了对其实用性的重要数据分析。根据个人身份眼科EVA的取而代之ISO安全国际标准(ISO 13482:2014),用于个人身份眼科的EVA和EVA设备,以外角质层,需人-EVA紧密互动和构建。目年前,角质层控制器和显卡结构设计需不小的进步,以发挥关键作用最多水平的安全;否则,这些角质层时会在来开展拖动步骤之前对姿态归因于不利冲击,甚至导致严重损伤。“ReWalk”角质层的实用性和适应性早先已针对脑干损伤患者开展了指标,并争辩了结构设计角质层生命短周期时的实用性和风险管理。手部角质层致动器归因于的能量通常通过承重接口数据传输给使用者。使用者的角质层和的组织错综复杂的刚度差异时会导致袖带上肌肤横向,并由于软的组织压缩和安全带上顺应性而归因于较大的粒子关键在于。碰撞对肌肤的冲击以年前仍未被数据分析过,肌肤损伤,如水疱和息肉,与碰撞和剪切离地就其。剪切关键在于是由肌肤很薄的碰撞和压关键在于联合归因于的,并减少肌肤血流量。必须进一步数据分析来开展拖动步骤之前的带上入行为,以外横向和粒子关键在于。

在开展就此的风险指标时,资料收集和指标是必不可少的,而人-EVA粒子的计算对于指标角质层的实用性和舒适性水平是精确的。提出了一个压关键在于电子器件器反射镜来计算粒子压关键在于。为了系统对来开展坐立运动期间的带上入行为,结构设计了一个仅有似于个人电脑反射镜横向和关键在于电子器件器的电子器件袖带上一组。通过两个关键在于电子器件器反之亦然计算施加在袖带上上的所有关键在于,并通过横向电子器件器确切肌肤与电子器件袖带上错综复杂的相比之下横向位移。为了指标交互剪切关键在于,开发了一种取而代之的安全验证原理,应用于手部角质层的坐立运动。

电子器件袖带上一组意在计算在来开展过桥步骤之前关键作用在袖带上很薄的粒子关键在于以及其在肌肤很薄的横向。袖带上一组由两个大块缓冲器和一个之前间缓冲器组成。2个电子束电子器件器(ADNS-9800,Avago Technologies,Singapore)和两个三轴关键在于电子器件器(USL06-H5-50N,Tech Gihan Co.,Japan)装配在之前间缓冲器的之前央塔顶上。在开展过桥试验之前之年前,数据分析了电子器件袖带上的性能,以外其检验带上入行为的准确性和能关键在于。使用EVA机械手(MH5F,Yaskawa,Japan)在 x-z 平面上在木头假肌肤上移动袖带上一组。运动捕捉到系统(MAC 3-D 系统,Motion Analysis Co., CA USA)。将电子器件袖带上一组直翻倍机械手的末端执行器上,并将较厚为 15 mm 的假肤上覆盖一些紧身衣的木头衣料(较厚:0.35 毫米)。 在开展功能测试之年前,将每个标有的初始位置记录为适当的给定,然后获取每个标有在运动步骤之前与给定的相比之下位移。由于 M3 直翻倍袖带上上,因此可以取得袖带上的相比之下位移。

电子器件一组结构设计

本试验之前之前使用了仅有似于四个电子零件的独创手部角质层。假设来开展过桥是稳定的,步幅间隔时间变化极小。确切控制算法以代表手部角质层的值得注意来开展策略。压关键在于电子器件器装配在鞋子上,用于检验贴地下沉的瞬间。然后取得跨步间隔时间,并使用年前一个姿态短周期的值来确切后续姿态过渡阶段的来开展间隔时间间隔。关节扭矩由腱和关节周围的电子零件缺少。。在至多双腿的蹲过渡阶段,腱处的电子零件在姿态的 15-45% 的腱弯曲斜向上缺少扭矩短周期,而关节处的扭矩在姿态短周期的 30-60% 内缺少了关节下垂斜向的扭矩。八名健康男性受试者(年龄组:24.4±1.2 岁,身高:174.6±2.6 厘米,体形:66.9±4.0 公斤)参予了试验之前。电子器件袖带上一组被并不需要放置在角质层右臀部的内侧。

佩戴角质层的试验之前结构设计

沿z轴的合成剪切关键在于分别在姿态短周期的开始和40–50%内翻倍绝对值和极小值。因为在这些每一次,肌肤和袖口错综复杂依然无法横向,剪切关键在于的减少示意肌肤和软的组织扭曲的愈演愈烈,这将在的组织之前导致了显著的剪切应变并减少肌肤损伤的风险。试验之前结果表明,运动斜向上的剪切关键在于的一般来说在姿态短周期的开始附仅有和 40-50% 内翻倍绝对值。接仅有开始时,剪切关键在于集之前在电子器件袖带上的下大块和之前部,而前期则集之前在上大块和之前部。在姿态短周期的 40-50% 以上,推论到可忽略不计的横向。角质层执行器归因于的动关键在于好像通过EVA袖口和鞋子上的粒子关键在于传递信息到保持平衡肢体。如果在来开展拖动步骤之前角质层和手部的运动完全意味着,则只能推论到袖带上和肌肤错综复杂的关键在于开展能量传递信息。初始化响应过渡阶段(姿态短周期的 0-20%)的关键在于一般来说大于蹲过渡阶段的一小。在初始化响应过渡阶段,一个很大的地面反关键作用关键在于反之亦然施加到角质层上,这也通过EVA袖口和鞋子冲击了保持平衡肢体。感应袖带上压在臀部上,在负荷响应过渡阶段法向关键在于减少。此外,在脚趾离地后摆动过渡阶段的法向关键在于的一般来说减少,尽管增量的速率和一般来说在受试者错综复杂各不相同。此外,当在摆动过渡阶段胳膊双腿时,动关键在于也不太可能在角质层和手部错综复杂重新分配。

总之,本数据分析所结构设计的电子器件袖带上可以指标在来开展拖动之前的带上入行为和带上入安全。为下一步袜子结构设计缺少了参考。

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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