下肢外骨骼助力性能评价方法研究

摘要：

为定量研究下肢外骨骼的助力性能,提出了助力性能量化指标矩差和△T与矩差功率比μ,矩差和⊿T定义为人体穿戴外骨骼前后下肢髋、膝、踝三关节力矩差值之和,矩差功率比μ定义为△T与外骨骼消耗的总功率p之比.建立了下肢外骨骼的动力学模型,结合人体步态运动数据获得了在常见步态下总功率p的变化情况.利用动力学分析软件ADAMS建立了人体简化仿真模型和人机穿戴仿真模型,分析了△T的变化规律,结合p和△T得到μ的变化规律,结果显示,在行走站立阶段,△T均保持较大数值,表明穿戴外骨骼之后,在站立阶段人体下肢三关节力矩大幅减小,外骨骼辅助作用明显;矩差功率比μ均在摆动阶段取得最大值,表明在摆动阶段外骨骼单位功耗对人体辅助贡献大,功耗利用率高.

关键词：下肢外骨骼、助力性能、评价方法、人机穿戴仿真模型、MATLAB

所属期刊栏目：37

分类号：TP242.2(自动化技术及设备)

资助基金：山东省自然科学基金项目ZR2015EM042;山东省高等学校科技计划项目J16LB58

在线出版日期：2018-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1331-1335