m+Medelevator.RU
← Поиск публикаций
Frontiers in robotics and AI · 2025

Дизайн, разработка и проверка неподдающегося возврату активного ортопедического ортоза на лодыжке для экзоскелета с нижним верхом.

СтатьяНазвание и аннотация: Машинный перевод · не проверен
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Giannattasio Raffaele, Boccardo Nicolò, Vaccaro Riccardo, Bhatt Heeral, Maludrottu Stefano, De Momi Elena, Laffranchi Matteo

Аннотация

Главная цель этого исследования заключалась в разработке активного ортоза анкла-фута (AAFO), специально предназначенного для интеграции в экзоскелеты с низким уровнем развития. Анализ движения человека на лодыжке проводится в целях информирования о процессе разработки, направляя создание ААФО, которое согласуется с конкретными особенностями, экстраполируемыми на основе реальных данных. ААФО включает электродвигатель с невоспроизводимой системой трансмиссии, сконструированной таким образом, чтобы уменьшить дистальную массу, свести к минимуму потребление энергии и обеспечить возможность высокоточного регулирования положения. ААФО, способное генерировать до 50 Нм пикового крутящего момента, предназначена для обеспечения поддержки на протяжении всего цикла ходьбы, ориентируясь на такие патологические условия, как падение ступни и тяга пальца. Эксплуатационные характеристики сначала проверялись с помощью экспериментов на стендах в разгруженных условиях. Затем AAFO был интегрирован в экзоскелет ТВИН с низким верхом, используя оптимальный метод планирования траектории для создания совместимых эталонных траекторий. Эти траектории предназначены для того, чтобы помочь пользователю поддерживать наземный контакт на этапе поддержки, обеспечивая при этом безопасную расчистку пальца и минимизацию придурка на этапе качели. Наконец, результаты работы ААФО были оценены в реальных условиях применения, при этом четыре здоровых участника ходили с экзоскелетом нижней конечности ТВИН. Полученные результаты свидетельствуют о том, что предлагаемая ААФО эффективно сокращает расчистку пальцев, обеспечивает стабильный контроль и поддерживает низкий уровень потребления энергии, подчеркивая ее пригодность для применения в клинических целях.
Оригинал публикации

Design, development, and validation of a non-backdrivable active ankle-foot orthosis for the TWIN lower-limb exoskeleton.

This study's primary objective was to develop an Active Ankle-Foot Orthosis (AAFO) specifically designed for integration into lower-limb exoskeletons. An analysis of human ankle motion is conducted to inform the development process, guiding the creation of an AAFO that aligns with specifics extrapolated by real data. The AAFO incorporates an electric motor with a non-backdrivable transmission system, engineered to reduce distal mass, minimize power consumption, and enable high-precision position control. Capable of generating up to 50 Nm of peak torque, the AAFO is designed to provide support throughout the walking cycle, targeting pathological conditions such as foot drop and toe drag. Performance was first validated through benchtop experiments under unloaded conditions. The AAFO was then integrated into the TWIN lower-limb exoskeleton, employing an optimal trajectory planning method to generate compatible reference trajectories. These trajectories are designed to help the user maintain ground contact during the support phase while ensuring safe toe clearance and minimizing jerk during the swing phase. Finally, the AAFO's performance was assessed in real-world application conditions, with four healthy participants walking with the TWIN lower limb exoskeleton. The results suggest that the proposed AAFO efficiently reduces toe clearance, ensures stable control, and maintains low power consumption, highlighting its suitability for clinical applications.

ИП Урсолов Владлен Сергеевич

ИНН 500118482352 · ОГРНИП 314500117700049

Реквизиты и контакты