О походках оператора в пассивном экзоскелете нижних конечностей при использовании режима закрепленного колена
https://doi.org/10.17587/mau.21.34-42
Аннотация
Рассмотрена динамическая модель движения в сагиттальной плоскости пассивного экзоскелета нижних конечностей, интегрированного с аналогичной моделью человека-оператора, определяющего движение всей конструкции. Экзоскелет призван помочь оператору в перемещении дополнительного точечного груза, размещенного в "рюкзаке" на спине. Конструкция экзоскелета не имеет активных движительных элементов в шарнирах, он наделен только полуавтоматической системой запирания или освобождения коленных суставов на отдельных этапах движения, которые, однако, влияют на общий рисунок походки. Изучаются энергетические затраты и пиковые значения управляющих моментов, которые человек-оператор прилагает в процессе перемещения экзоскелета на некоторых типах регулярных, плоских, одноопорных походок. Полученные результаты позволяют оценить эффективность режима запирания-освобождения коленного сустава, используемого такими аппаратами. Были исследованы как случаи безударных переходов в режим запертого колена, так и переходы, сопровождающиеся возникновением ударных воздействий в динамической системе. При математическом моделировании масс-инерционные характеристики тела человека учитывались в соответствии с данными, принятыми в антропологии.
Об авторах
Э. К. Лавровский
НИИ механики МГУ
Россия
Россия
Канд. физ.-мат. наук, вед. науч. сотр.
Москва
Е. В. Письменная
НИИ механики МГУ
Россия
Россия
Канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
Москва
Список литературы
1. Vukobratovic M., Stepanenco J. On the stability of anthropomorphic systems // Mathematical Biosciences. Oct. 1972. Vol. 15, Iss. 1—2. P. 1—37.
2. Zoss A., Kazerooni H. On the Mechanical Design of the Berkeley Lower Extremity Exoskeleton (BLEEX) // Proc. IEEE/ RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. 2005. P. 3132—3139.
3. Dollar A. M., Herr H. Lower Extremity Exoskeletons and Active Orthoses: Challenges and State-of-the-Art // IEEE Trans. On Robotics. 2008. Vol. 24, N. 1. P. 1—15.
4. Aguirre-Ollinger G., Colgate J. E., Peshkin M. A., Gooswani A. Inertia Compensation Control of a One-Degree-of Freedom Exoskeleton for Lower-Limb Assistance: Initial Experiments // IEEE Trans. of Neural Systems and rehabilitation Engineer. 2012. N.1. P. 68—77.
5. Lavrovskii E. K. On the Energetics of the Walking Gait of Human Operator Using a Passive Exoskeleton // Mechanics of Solids. 2015. Vol. 50, N. 1. P. 6—18.
6. Воронов А. В., Лавровский Э. К. Определение массинерциальных характеристик ноги человека // Физиология человека. 1998. № 2. С. 91—101.
7. Белецкий В. В. Двуногая ходьба. М.: Наука, 1984, 286 с.
8. Белецкий В. В. Плоские линейные модели двуногого шагания // Препринт Института прикладной математики им. М. В. Келдыша АН СССР. 1973. № 95.
9. Белецкий В. В., Лавровский Э. К. Модельные задачи двуногой ходьбы // Известия РАН. Механика твердого тела. 1981. № 2. С. 156—165.
10. Формальский А. М. Перемещение антропоморфных механизмов. М.: Наука, 1982. 368 с.
Рецензия
Для цитирования:
Лавровский Э.К., Письменная Е.В. О походках оператора в пассивном экзоскелете нижних конечностей при использовании режима закрепленного колена. Мехатроника, автоматизация, управление. 2020;21(1):34-42. https://doi.org/10.17587/mau.21.34-42
For citation:
Lavrovsky E.K., Pismennaya E.V. About the Operator’s Gaits in the Passive Exoskeleton of the Lower Extremities when Using the Fixed Knee Mode. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2020;21(1):34-42. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.21.34-42
Просмотров:
837
.png)
Послать статью по эл. почте 