Какова Основная Функция Пневматического Экзоскелета Лодыжки? Улучшение Биомеханических Исследований Обуви

Основная функция пневматического экзоскелета лодыжки в биомеханических исследованиях заключается в том, чтобы служить точным аппаратным интерфейсом, который преобразует цифровые управляющие алгоритмы в физический механический крутящий момент. Используя пневматические приводы, устройство обеспечивает одностепенную помощь — специально для подошвенного и тыльного сгибания — непосредственно лодыжке пользователя. Это позволяет исследователям преодолеть разрыв между теоретическими компьютерными моделями и физической реальностью человеческого движения.

В контексте биомеханических исследований это устройство действует как переводчик, преобразуя сложный код управления импедансом в ощутимые физические силы для объективного измерения того, как различные параметры влияют на комфорт пользователя.

Механика взаимодействия

Основной компонент связи человека и машины

Экзоскелет действует как основной аппаратный компонент связи человека и машины. Это физическая связь, которая напрямую соединяет возможности машины с человеческим телом.

Одностепенная помощь

Устройство предназначено для помощи в конкретных движениях лодыжки. Оно фокусируется на подошвенном сгибании (движение стопы вниз) и тыльном сгибании (поднятие стопы вверх).

Пневматический привод

Для генерации движения система интегрирует пневматические приводы. Эти компоненты обеспечивают необходимое усилие для помощи или сопротивления естественному движению лодыжки пользователя.

Преобразование алгоритмов в действия

Перевод управления импедансом

Биомеханические исследования часто полагаются на сложные алгоритмы управления импедансом. Функция экзоскелета заключается в том, чтобы взять эти абстрактные математические модели и реализовать их в физическом мире.

Генерация механического крутящего момента

Устройство преобразует цифровые сигналы в фактический механический крутящий момент. Это гарантирует, что силы, приложенные к лодыжке пользователя, соответствуют точным спецификациям исследовательской модели.

Количественная оценка пользовательского опыта

Тестирование физического воздействия

Экзоскелет позволяет исследователям проводить количественное тестирование. Контролируя входные данные, они могут измерить точное физическое воздействие различных стратегий помощи на человеческое тело.

Оценка воспринимаемого комфорта

Основная цель этой технологии — оценка воспринимаемого пользователем комфорта. Она позволяет ученым соотносить конкретные параметры механического управления с субъективными ощущениями пользователя.

Тестирование в контролируемой среде

Все тестирование проводится в контролируемой среде. Такая изоляция переменных необходима для сбора точных, воспроизводимых данных для разработки обуви.

Понимание ограничений

Ограниченная сложность движений

Устройство обеспечивает одностепенную помощь. Хотя это эффективно для изучения базового сгибания лодыжки, оно может не полностью охватывать сложные многонаправленные движения, которые происходят в динамичных реальных сценариях.

Лабораторные ограничения

Зависимость от контролируемой среды обеспечивает точность, но подразумевает компромисс. Данные, полученные с помощью экзоскелета, представляют идеализированные условия, которые отличаются от непредсказуемой природы наружного рельефа.

Применение в биомеханических исследованиях

Чтобы максимально использовать пневматический экзоскелет лодыжки в ваших исследованиях:

Если ваш основной фокус — проверка алгоритмов: Используйте устройство, чтобы подтвердить, что ваши алгоритмы управления импедансом точно преобразуются в предполагаемый механический крутящий момент.
Если ваш основной фокус — комфорт продукта: Используйте переменные параметры управления, чтобы изолировать конкретные силы и определить, какие настройки обеспечивают наивысший рейтинг воспринимаемого пользователем комфорта.

Эффективно сочетая движения человека с точностью машины, эта технология предоставляет объективные данные, необходимые для улучшения характеристик обуви.

Сводная таблица:

Функция	Описание	Преимущество для исследований
Тип привода	Пневматические приводы	Обеспечивает точное, отзывчивое усилие для движения лодыжки.
Фокус DOF	Одностепенный	Концентрируется на точности подошвенного и тыльного сгибания.
Интерфейс управления	Алгоритмы управления импедансом	Преодолевает разрыв между цифровыми моделями и физическим крутящим моментом.
Цель тестирования	Количественная обратная связь от пользователя	Соотносит механические параметры с воспринимаемым комфортом.

Улучшите свои инновации в обуви с 3515

Являясь ведущим крупномасштабным производителем, обслуживающим мировых дистрибьюторов и владельцев брендов, 3515 использует передовые биомеханические знания для предоставления превосходных решений для обуви. Наши комплексные производственные мощности охватывают нашу флагманскую серию защитной обуви, тактические ботинки, товары для активного отдыха и официальную обувь.

Сотрудничайте с нами, чтобы превратить передовые исследования в высокопроизводительные продукты. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить ваши оптовые потребности и узнать, как наше производственное превосходство может повысить ценность вашего бренда.

Ссылки

Mohammed Mohammed El Husaini, Anne E. Martin. Validation of a modified visual analogue scale to measure user-perceived comfort of a lower-limb exoskeleton. DOI: 10.1038/s41598-023-47430-z

Эта статья также основана на технической информации из 3515 База знаний .