下肢柔性助力外衣的工效学设计与步态预测

作     者：张雷雨 贺彦东 李剑锋 苏鹏 陶春静 季润 董明杰 ZHANG Leiyu;HE Yandong;LI Jianfeng;SU Peng;TAO Chunjing;JI Run;DONG Mingjie

作者机构：北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室北京100124 国家康复辅具研究中心北京100176 

基　　金：北京市自然科学基金资助项目(3202003,3171001,17L20019) 北京市教委科技计划项目(KM201810005015) 中国博士后科学基金资助项目(2018T110017) 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2021年第52卷第4期

页      码：1171-1184页

摘      要：为增强人体的下肢运动机能,研制一套柔性功能外衣,作为助力系统的末端执行元件包覆于人体下肢,对髋关节的前屈动作助力,并研发基于力位混合控制的外接驱动系统,初步完成下肢柔性助力外衣系统样机的搭建。在此基础上,提出以IMU为主导的自适应步态检测算法,检测频率自适应于人体运动速度,实现步态信息的高效检测,并以检测信息为基础,提出“牛顿+三次指数平滑”预测算法,实时预测人体下肢动作。研究结果表明:功能外衣具有较高的刚度和良好的穿戴舒适性,符合功能外衣的设计要求;“牛顿+三次指数平滑”预测算法可实时预测50 ms之后的髋关节角度,预测过程稳定,在人体行走过程中,预测曲线平滑性较好,精度较高,可满足助力系统的步态预测要求,为下肢助力研究提供依据。

主 题 词：下肢助力 功能外衣 髋关节前屈 自适应步态检测 步态预测 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.11817/j.issn.1672-7207.2021.04.014

馆 藏 号：203103181...