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    首页 > 中南大学学报（自然科学版） > 下肢柔性助力外衣的工效学设计与步态预测

    下肢柔性助力外衣的工效学设计与步态预测

    Ergonomic design of flexible lower limb assist Exosuit and gait prediction

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    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.

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    作者 张雷雨 [1] 贺彦东 [1] 李剑锋 [1] 苏鹏 [2] 陶春静 [2] 季润 [2] 董明杰 [1] 学术成果认领
    作者单位 北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室,北京,100124 [1] 国家康复辅具研究中心,北京,100176 [2]
    关键词 下肢助力功能外衣髋关节前屈自适应步态检测步态预测
    分类号 TP24
    栏目名称
    机械工程? 控制科学与工程
    DOI 10.11817/j.issn.1672-7207.2021.04.014
    发布时间 2021-05-24
    基金项目
    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）
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    中南大学学报（自然科学版）

    中南大学学报（自然科学版）

    2021年52卷4期

    1171-1184页

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