Exo-muscle: A semi-rigid assistive device for the knee

要約

この作業では、膝関節の新しい支援装置であるExo-Muscleの原理、デザイン、メカトロニクスを紹介します。
剛性のエクソスケット構造またはソフトテンドン駆動型アプローチに基づいた既存のシステムとは異なり、提案されたデバイスは、剛性システムとソフトシステムの両方の利点を探る新しい半剛性の原則を活用します。
膝関節の周りの新しい半剛性鎖メカニズムを使用すると、デバイスと膝関節の回転中心の間の不整合の存在が排除されますが、同時に、腱の明確なルートを形成します。
これにより、完全にソフトシステムと比較して、より決定的な負荷補償機能が得られます。
提案されたデバイスは、膝関節に最大38nmの支援トルクを提供できます。
実験セクションでは、デバイスは、膝関節にターゲット支援機能を提供するデバイスの能力を示す一連の実験を通じて正常に検証されました。

要約(オリジナル)

In this work, we introduce the principle, design and mechatronics of Exo-Muscle, a novel assistive device for the knee joint. Different from the existing systems based on rigid exoskeleton structures or soft-tendon driven approaches, the proposed device leverages a new semi-rigid principle that explores the benefits of both rigid and soft systems. The use of a novel semi-rigid chain mechanism around the knee joint eliminates the presence of misalignment between the device and the knee joint center of rotation, while at the same time, it forms a well-defined route for the tendon. This results in more deterministic load compensation functionality compared to the fully soft systems. The proposed device can provide up to 38Nm assistive torque to the knee joint. In the experiment section, the device was successfully validated through a series of experiments demonstrating the capacity of the device to provide the target assistive functionality in the knee joint.

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