Design, Development, and Validation of a Self-Aligning Mechanism for High-Torque Powered Knee Exoskeletons

外骨骼 扭矩 旋转副 机制(生物学) 膝关节 楼梯 与踏步机 计算机科学 动力外骨骼 工程类 模拟 物理医学与康复 结构工程 机器人 物理 人工智能 医学 热力学 外科 量子力学
作者
Sergei V. Sarkisian,Marshall K. Ishmael,Grace Hunt,Tommaso Lenzi
出处
期刊:IEEE transactions on medical robotics and bionics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:2 (2): 248-259 被引量:20
标识
DOI:10.1109/tmrb.2020.2981951
摘要

Powered knee exoskeletons aim to assist individuals with lower limb impairments by providing power and torque at the joint level. However, if the anatomical and exoskeleton joints are not perfectly aligned, the exoskeleton assistance may result in spurious forces and torques transferred to the user's limb. These spurious forces and torques can then generate undesired loads on the user's joint and shear stress on the user's skin, causing pain and ultimately undermining the exoskeleton assistance. To address this issue, we propose a novel powered knee exoskeleton with a self-aligning mechanism using a prismatic-revolute-revolute (PRR) configuration. The proposed self-aligning mechanism weighs 190 g (i.e., 5.3% of the total exoskeleton weight) and can transmit up to 120 Nm of torque at the knee joint (i.e., biological peak torque for a 50th percentile male climbing stairs). Our experiments show that during assisted sit-to-stand transfers the peaks of the spurious torques and forces are below 0.5 Nm and 5 N, respectively, even if misalignments are intentionally added between the user and the exoskeleton. This study supports the use of self-aligning mechanisms in powered exoskeletons.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
1秒前
科研通AI6应助研友_8op0RL采纳,获得10
2秒前
cling发布了新的文献求助10
2秒前
qiuyang发布了新的文献求助10
3秒前
思源应助Galaxy采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
QQ星发布了新的文献求助10
5秒前
球球发布了新的文献求助10
6秒前
SciGPT应助熊伪装采纳,获得10
7秒前
NiNi发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI5应助缓慢采柳采纳,获得10
8秒前
qiuyang完成签到,获得积分10
12秒前
香蕉觅云应助球球采纳,获得10
12秒前
包容宛完成签到,获得积分10
13秒前
Wzh完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
梅耀寰发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
17秒前
17秒前
球球完成签到,获得积分10
19秒前
qianqian发布了新的文献求助10
19秒前
萧瑟处完成签到,获得积分10
20秒前
zxy发布了新的文献求助20
20秒前
21秒前
Orange应助KanmenRider采纳,获得10
21秒前
脑洞疼应助Lee2021采纳,获得10
22秒前
23秒前
拉长的哈密瓜完成签到,获得积分10
23秒前
Badada发布了新的文献求助10
23秒前
moshang完成签到 ,获得积分10
23秒前
直白应助pihriyyy采纳,获得10
23秒前
ntrip完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
26秒前
熊伪装发布了新的文献求助10
26秒前
JamesPei应助QQ星采纳,获得10
27秒前
高分求助中
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
哈工大泛函分析教案课件、“72小时速成泛函分析:从入门到入土.PDF”等 660
Comparing natural with chemical additive production 500
The Leucovorin Guide for Parents: Understanding Autism’s Folate 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5207630
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4385465
关于积分的说明 13657124
捐赠科研通 4244081
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2328604
邀请新用户注册赠送积分活动 1326315
关于科研通互助平台的介绍 1278477