IEEE trans:四肢外骨骼辅助步行时的接触行为监测

近百几十年来，小腿角质层的转型促使了对其安全和性的重要深入研究。根据个人护理机械的一新ISO安全和标准（ISO 13482:2014），常用个人护理的机械和机械通讯设备，包含角质层，需要人-机械密切互动和协作。现今，角质层控制器和硬件结构设计需要重大的革新，以意味着最高技术水平的安全和；否则，这些角质层才会在来完成负重现实生活前对姿势归因于不利制约，甚至造成致使危害。“ReWalk”角质层的安全和性和持续性近期百已针对小脑伤害病征完成了指标，并咨询了结构设计角质层生命时间段时的安全和性和风险指标。小腿角质层致动器归因于的能量往往通过弹性连接器传输给运常用者。运常用者的角质层和组织彼此之间的刚度关联才会造成袖带指甲旋转，并由于脊椎压缩和安全和带顺应性而归因于较大的强子压。震荡对指甲的制约以前并未被深入研究过，指甲伤害，如水疱和呼吸道，与震荡和剪切离地之外。剪切压是由指甲外层的震荡和压压共同归因于的，并减少指甲血流量。须要大幅度深入研究来完成负重现实生活前的触及暴压行为，包含纵向和强子压。

在完成彻底的风险指标时，数据搜罗和指标是离不开的，而人-机械强子的精确测量对于指标角质层的安全和性和舒适性技术水平是有益的。提出异议了一个压压可调阵列来精确测量强子压压。为了监测来完成坐立运动所前夕的触及暴压行为，结构设计了一个十分相似嵌入式光学旋转和压可调的传感器袖带静态。通过两个压可调实际上精确测量消除在袖；还有的所有压，并通过旋转可调未确定指甲与传感器袖带彼此之间的比较旋转位移。为了指标交互剪切压，开发了一种一新的安全和证明新方法，应常用小腿角质层的坐立运动所。

传感器袖带静态意在精确测量在来完成可到现实生活前作用在袖带外层的强子压以及其在指甲外层的旋转。袖带静态由两个大块模块和一个前间模块都是由。2个脉冲可调（ADNS-9800，Avago Technologies，Singapore）和两个三轴压可调（USL06-H5-50N，Tech Gihan Co.，Japan）安装在前间模块的前央底座上。在完成可到实验前，深入研究了传感器袖带的效率，包含其测定触及暴压行为的准确性和能压。运常用机械机械（MH5F，Yaskawa，Japan）在 x-z 梯形上在旁边假指甲上静止袖带静态。运动所捉到系统（MAC 3-D 系统，Motion Analysis Co., CA USA）。将传感器袖带静态连接到机械的末端执行器上，并将厚为 15 mm 的假肤上散布一些紧身衣的旁边织物（厚：0.35 毫米）。 在完成功能测试前，将每个标明的初始位置历史纪录为相应的消去，然后获取每个标明在运动所现实生活前与消去的比较位移。由于 M3 连接到袖；还有，因此可以拿到袖带的比较位移。

传感器静态结构设计

本实验前运常用了十分相似四个电气的定制小腿角质层。论据来完成可到是稳定的，步幅时间推移最小。未确定控制算法以代表小腿角质层的典型来完成策略。压压可调安装在皮包上，常用测定脚后跟撞击的不停。然后拿到跨步时间，并运常用前一个姿势时间段的值来未确定后续姿势期中的来完成时间间隔。脊柱驱动压由胫骨和脊柱周围的电气给予。。在每条手脚的站立期中，胫骨处的电气在姿势的 15-45% 的胫骨伸展方向上给予驱动压时间段，而脊柱处的驱动压在姿势时间段的 30-60% 内给予了脊柱屈曲方向的驱动压。八名健康男性测试者（年龄：24.4±1.2 岁，身高：174.6±2.6 厘米，身型：66.9±4.0 公斤）参加了实验。传感器袖带静态被选择放置在角质层右大手脚的后侧。

佩戴角质层的实验结构设计

沿z轴的合成剪切压分别在姿势时间段的开始和40–50%内翻倍最大值和最小值。因为在这些日子，指甲和纽扣彼此之间近乎没有旋转，剪切压的增大高亮指甲和脊椎变形的引发，这将在组织前引起显著的剪切应变并增大指甲伤害的风险。实验结果表明，运动所方向上的剪切压的较小在姿势时间段的开始附近百和 40-50% 内翻倍峰值。接近百开始时，剪切压集前在传感器袖带的下大块和前部，而中后期则集前在上大块和前部。在姿势时间段的 40-50% 以上，观察到可忽略不计的纵向。角质层执行器归因于的动压总是通过机械纽扣和皮包上的强子压传递到支撑肢体。如果在来完成负重现实生活前角质层和小腿的运动所完全最简单，则不用观察到袖带和指甲彼此之间的压完成能量传递。复制到叛离期中（姿势时间段的 0-20%）的压较小大于站立期中的两处。在复制到叛离期中，一个相当大的地面反作用压实际上消除到角质层上，这也通过机械纽扣和皮包制约了支撑肢体。感应袖带压在大手脚上，在负载叛离期中法向压增大。此外，在腿高处后摆动期中的法向压的较小增大，尽管自适应的速率和较小在测试者彼此之间有所不同。此外，当在摆动期中摇动手脚时，动压也可能在角质层和小腿彼此之间转移。

总之，本深入研究室结构设计的传感器袖带可以指标在来完成负重前的触及暴压行为和触及安全和。为下一步假肢结构设计给予了参考。

X. Wan, Y. Liu, Y. Akiyama and Y. Yamada, "Monitoring Contact Behior During Assisted Walking With a Lower Limb Exoskeleton," in IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering