人机环境中下肢关节扭矩动态估计的研究

• 作者: 甄鑫 董小雷 蔡玉强 华北理工大学机械工程学院
• 来源期刊: 科技与创新
• 学科: 医学
• 关键词: 关节扭矩 动态估计 动力学 垂直地面反作用力
• 年，卷（期）: 2024,（13）
• 页码范围: 26-29
• 页数: 4页
• 语种: 中文
• DOI: 10.15913/j.cnki.kjycx.2023.13.007

摘要

针对人体穿戴下肢外骨骼动态估计关节扭矩的问题，提出一种通过关节嵌入式传感系统对它进行准确估计的方法。通过拉格朗日法对人体-外骨骼进行整体建模，引入被动弹性力和垂直地面反作用力（GRF）诱导动力学。利用嵌入式传感系统和表面肌电采集系统（DELSYS），获取人体运动数据。通过采集的肌电信号（EMG）进行关节扭矩等距收缩计算，并与动力学模型仿真结果对比验证。结果表明，采用该动力学模型能够准确地估计出人体下肢关节扭矩，为实现自适应反馈控制提供了重要理论基础，与目前流行的基于EMG和可穿戴传感器的解决方案相比，消除了复杂的人体布线，提高了佩戴的便利性，具有重要的研究价值。