摘要
提出一套针对被动式手臂助力外骨骼的测试方法,并对设计的被动式手臂外骨骼进行评估.构建了人体搬起运动的理论模型,分析了肘关节角度和力矩的特征.然后设计重复搬起和持重站立实验,分别测量手臂主要肌群的肌电信号和人体的代谢水平,验证被动式外骨骼对搬运的辅助效果.重复搬起实验中,穿戴外骨骼可显著降低屈肘时手臂肌肉的肌肉活动;持重站立实验中,搬起10 kg时平均降低人体能量消耗18.86％,搬起15 kg平均降低人体能量消耗23.87％,并且从变化的趋势可以看出,外骨骼在物资质量5～15 kg内的持重站立状态下助力效果与物资重量的变化趋势呈正相关.提出的方法能够有效评估被动式手臂外骨骼的性能,被动式手臂助力外骨骼能够有效减少在重复搬起屈肘时手臂肌肉的肌肉活动,并且整体上降低穿戴者在持重站立时的代谢成本.
基金项目
重庆市自然科学基金面上项目(cstc2021jcyjmsxmX0143)
重庆英才青年拔尖人才项目(cstc2021ycjhbgzxm0337)
重庆理工大学校级项目(2019ZD62)
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