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时间: 2023-12-10 04:30:47 | 作者: 工艺流程
近来,中国科学院深圳先进技术研讨院集成所智能仿生中心副研讨员曹武警与香港中文大学、上海交通大学、东北大学科研团队协作,在外骨骼机器人范畴获得新进展。
团队研制了一款面向横向行走步态的外骨骼,经过在横向行走时施加自动阻力力矩替代弹力带被迫力矩,完成髋关节外展肌肉的精准高效训练,为抗阻横向行走训练供给了智能化新方法。相关作用发表于《IEEE-ASME机械电子学汇刊》。
髋外展肌肉肌力下降会导致骨盆平衡失调,引起髋部痛苦,并呈现腰痛和膝关节痛等症状。抗阻横向行走是髋关节外展肌训练增强的重要方法,弹力带横向行走是抗阻训练增强髋关节外展肌最常用的恢复运动之一。
但是,弹力带横向行走训练有以下缺点:在横向行走过程中,阻力不能自动调整,即训练强度不受控;训练肌肉受姿态、弹力带方位影响,阻力作用的步态相位时段不行控,即训练肌肉不精准;且当弹力带穿戴时,前行会受影响,即训练与自在前行不行兼得。当时研制的外骨骼主要是针对直行步态,横向行走步态与直行步态彻底不同,尚无外骨骼能够直接应用于抗阻横向行走训练处理上述问题。
对此,团队研制了首款抗阻横向行走训练外骨骼,提出了自动习惯不一样身高与体重的多连杆机构构型,建立了考虑传递柔性与非线性冲突力矩的外骨骼与人体耦合体系动力学模型,提出了阻力力矩含糊整定PID操控战略,经过穿戴测验完成了臀中肌与阔筋膜张肌肌肉激活度的进步。
为了验证所提操控战略的有效性,别离采取了传统PID和含糊整定PID操控战略对外骨骼进行了力矩盯梢试验。依据成果得出所提出的含糊整定操控战略能轻松完成对阻力力矩的安稳盯梢,盯梢差错较小且具有更短的调整时刻。
为了验证外骨骼对髋关节外展肌肉的训练作用,比较了不穿外骨骼、穿外骨骼不开电、弹力带和外骨骼自动抗阻条件下臀中肌与阔筋膜张肌的肌肉激活度,依据成果得出,研讨团队所提出的髋关节外骨骼在自动抗阻条件下,比较无外骨骼横向行走,臀中肌肌肉激活度添加约6倍,阔筋膜张肌激活度添加约16倍。
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