IEEE trans:下肢外骨骼辅助步行时的接触行为数据分析

仅有几十年来，手部表皮的发展促使了对其公共耐用性的重要研究工作。根据更进一步医护人造人的新ISO公共安全标准（ISO 13482:2014），用于更进一步医护的人造人和人造人设备，之外表皮，需要人-人造人密切互动和协作。迄今，表皮电源和硬件外观设计需要重大的进步，以实现最高水平的公共安全；否则，这些表皮都会在专用拖动流程中的对直立归因于无法控制负面影响，甚至造成比较严重伤害。“ReWalk”表皮的公共耐用性和耐受性最仅有已针对脊髓破损病人进行了分析报告，并讨论了外观设计表皮生命长周期时的公共耐用性和SOA。手部表皮致动器归因于的光能通常通过刚性API传输给使用者。使用者的表皮和组织之间的刚度差异都会导致衣带上眼部旋转，并由于软组织压缩和公共安全带上顺应性而归因于较大的强子力作。碰撞对眼部的负面影响以前现在被研究工作过，眼部破损，如水疱和细菌感染，与碰撞和剪切水平种系统性。剪切力作是由眼部微小的碰撞和舆论压力作共同归因于的，并减少眼部血流量。必须进一步研究工作专用拖动流程中的的接触不当，之外轴向和强子力作。

在进行就此的风险分析报告时，数据库搜罗和分析报告是必不可少的，而人-人造人强子的校准对于分析报告表皮的公共耐用性和舒适性水平是有用的。提出了一个舆论压力作电子器件器感测器来校准强子舆论压力作。为了检测专用坐立国家主义之后的接触不当，外观设计了一个带上有嵌入式光学旋转和力作电子器件器的电子器件衣带上单元。通过两个力作电子器件器反之亦然校准施加在衣带上的所有力作，并通过旋转电子器件器明确眼部与电子器件衣带上之间的相比较旋转分量。为了分析报告交互剪切力作，开发了一种新的公共安全验证方法，应用于手部表皮的坐立国家主义。

电子器件衣带上单元有助于校准在专用沿途流程中的发挥作用在衣带上微小的强子力作以及其在眼部微小的旋转。衣带上单元由两个底部组件和一个中的间组件组成。2个激光器电子器件器（ADNS-9800，Avago Technologies，Singapore）和两个三轴力作电子器件器（USL06-H5-50N，Tech Gihan Co.，Japan）重新安装在中的间组件的中的央塔上上。在进行沿途试验中的之前，研究工作了电子器件衣带上的性能，之外其检测接触不当的准确性和能力作。使用人造人传感（MH5F，Yaskawa，Japan）在 x-z 平面上在石板假眼部上漂移衣带上单元。国家主义捕食种系统（MAC 3-D 种系统，Motion Analysis Co., CA USA）。将电子器件衣带上单元连通到传感的下侧执行器上，并将宽度为 15 mm 的假肤上延展一些紧身衣的石板织物（宽度：0.35 毫米）。 在进行功能测试之前，将每个标识的初始位置记录为相应的瞬时，然后获取每个标识在国家主义流程中的与瞬时的相比较分量。由于 M3 连通到衣带上，因此可以拿到衣带上的相比较分量。

电子器件单元外观设计

本试验中的中的使用了带上有四个压缩机的定制手部表皮。假设专用沿途是稳定的，步幅时间段变动最小。明确控制算法以代表手部表皮的典型专用意图。舆论压力作电子器件器重新安装在外套上，用于检测；也撞击的瞬间。然后拿到跨步时间段，并使用前一个直立长周期的值来明确后续直立期中的的专用时间段间隔。足部角速度由髋足部和膝足部一处的压缩机提供者。。在除此以外腿的肩膀期中的，髋足部处的压缩机在直立的 15-45% 的髋足部延伸朝著上提供者角速度长周期，而膝足部处的角速度在直立长周期的 30-60% 内提供者了膝足部屈曲朝著的角速度。八名健康男性成年人（年长：24.4±1.2 岁，身高：174.6±2.6 厘米，BMI：66.9±4.0 公斤）出席了试验中的。电子器件衣带上单元被选取放置在表皮右方腿部的后侧。

穿表皮的试验中的外观设计

沿z轴的合成剪切力作分别在直立长周期的开始和40–50%内超出最大值和测量误差。因为在这些关头，眼部和上衣之间大部分不能旋转，剪切力作的缩减提示眼部和软组织变形的遭遇，这将在组织中的引起总体的剪切应变并缩减眼部破损的风险。试验中的结果表明，国家主义朝著上的剪切力作的一般来说在直立长周期的开始附仅有和 40-50% 内超出瞬时。接仅有开始时，剪切力作密集在电子器件衣带上的下底部和东北部，而初期则密集在上底部和东北部。在直立长周期的 40-50% 以上，判读到可反之亦然的轴向。表皮执行器归因于的动力作种系统总是通过人造人上衣和外套上的强子力作传达到支柱四肢。如果在专用拖动流程中的表皮和手部的国家主义完全匹配，则只能判读到衣带上和眼部之间的力作进行光能传达。加载响应期中的（直立长周期的 0-20%）的力作一般来说少于肩膀期中的的其余部分。在加载响应期中的，一个很大的地面反发挥作用力作反之亦然施加到表皮上，这也通过人造人上衣和外套负面影响了支柱四肢。感应器衣带上压在腿部上，在负荷响应期中的法向力作缩减。此外，在脚趾盘旋后侧向期中的的法向力作的一般来说缩减，尽管自适应的速率和一般来说在成年人之间有所不同。此外，当在侧向期中的抬起腿时，动力作种系统也可能在表皮和手部之间转移。

总之，本研究工作所外观设计的电子器件衣带上可以分析报告在专用拖动中的的接触不当和接触公共安全。为下一步假肢外观设计提供者了概述。

X. Wan, Y. Liu, Y. Akiyama and Y. Yamada, "Monitoring Contact Behior During Assisted Walking With a Lower Limb Exoskeleton," in IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering