兵器装备工程学报

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稿件标题: 下肢战伤康复轮足外骨骼设计与步态试验
稿件作者: 李仲1,李恒飞1,管小荣1,谢大帅1,李定哲1,许国强2
DOI: 10.11809/bqzbgcxb2024.09.023
科学编辑: 刘太素 博士(南京工程学院)
栏目名称: 装备理论与装备技术
关键词: 轮足外骨骼;结构设计;动力学计算;仿真分析;阻抗控制
文章摘要: 针对脑部和脊柱战伤士兵的术后康复训练、战时转移、生活代步需求,设计了一种下肢战伤康复轮足外骨骼,通过共用结构和驱动系统进行不同的组装来实现不同工作模式,提高装备的集成度和减轻整体质量;建立轮足外骨骼单腿摆动期的二连杆模型并推导其动力学模型;利用动力学模型和轮足外骨骼的虚拟样机模型分别获得髋、膝关节的理论计算和虚拟仿真力矩;建立基于位置阻抗的轮足外骨骼主动康复训练控制策略,搭建轮足外骨骼实物样机,获得样机的关节运动轨迹与人机交互力。理论计算、虚拟仿真及摆动腿试验测试3种方法的关节力矩曲线走势基本一致,说明理论计算和虚拟仿真模型的正确性;基于步态试验所获得的数据表明其轨迹误差和交互力均较小,满足设计要求,验证了轮足外骨骼设计的合理性与可行性。
稿件基金: 装备发展部预先研究项目(145AZB070002000X0305)
引用本文格式: 李仲,李恒飞,管小荣,等.下肢战伤康复轮足外骨骼设计与步态试验[J].兵器装备工程学报,2024,45(9):182-189.
LI Zhong, LI Hengfei, GUAN Xiaorong, et al.Design and gait experiment of a lower extremity warfare rehabilitation wheelfoot exoskeleton[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2024,45(9):182-189.
刊期名称: 2024年09期
出版时间: 2024年9月
收稿日期: 2023-11-10
修回日期: 2023-12-01
录用日期: 2024-02-06
上线时间: 2024年9月30日
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