柔性膝关节保护外骨骼及其行走助力方法设计

作     者：杨灿军 彭桢哲 徐铃辉 杨巍 YANG Can-jun;PENG Zhen-zhe;XU Ling-hui;YANG Wei

作者机构：浙江大学宁波研究院浙江宁波315100 浙江大学机械工程学院浙江杭州310058 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51805469) 浙江省食品药品监管系统科技计划资助项目(2020016) 

出 版 物：《浙江大学学报（工学版）》 (Journal of Zhejiang University：Engineering Science)

年 卷 期：2021年第55卷第2期

页      码：213-221页

摘      要：设计柔性可穿戴式膝关节保护外骨骼,用于实现人体运动过程中膝关节负载减重及行走助力功能.根据人体生物力学特点,使用固体各向同性材料惩罚(SIMP)模型与有限元分析设计柔性外骨骼膝关节,该柔性关节在行走运动支撑期具有刚性,能够减轻膝关节体重负载,在摆动期柔性较强,能适应人体生理关节运动特性,不对膝关节造成额外载荷.在柔性可穿戴式膝关节外骨骼结构的基础上,配套设计行走助力模块,研究相应的助力控制方法可以实现步行助力.性能测试实验表明,单侧膝关节保护外骨骼最大能减轻110 N的膝关节负载,外骨骼结构自身质量为639 g,减重比大;带行走助力模块的外骨骼系统质量为4.8 kg,能实现步行运动的助力功能.

主 题 词：柔性外骨骼 穿戴式外骨骼 膝关节保护 减重支撑 行走助力 

学科分类：0810[工学-土木类] 081104[081104] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0811[工学-水利类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.3785/j.issn.1008-973X.2021.02.001

馆 藏 号：203102365...