Технологические достижения позволили носимым устройствам быстро развиваться. Хотя традиционный рюкзак может помочь в переноске грузов, его использование всё ещё требует значительных физических усилий. В связи с этим было разработано множество экзоскелетов-роботов, предназначенных для поддержки движения человека и увеличения грузоподъемности.
Большинство существующих экзоскелетов-роботов переносят статический вес груза на землю, снимая нагрузку с человеческого тела, что позволяет легче ходить. Однако с каждым шагом вертикальное движение центра тяжести тела передает инерционную силу грузу. Это требует от тела дополнительной энергии для компенсации инерции груза, ограничивая применимость технологии в сценариях с большими нагрузками или на длительные расстояния, таких как марши с грузом и научные исследования на открытом воздухе.
Исследовательская группа Харбинского технологического института разработала рюкзак с подвесной системой, адаптирующейся к различным весам груза и изменениям в движении человека. Это устройство автоматически регулирует эффект подвески рюкзака в зависимости от изменений веса груза или движений человека. Дизайн подвесного рюкзака был разработан на основе анализа исследователями кинематической модели центра масс тела человека и его нижних конечностей во время ходьбы.
Для проверки точности кинематических моделей исследователи использовали систему захвата движения NOKOV для записи траектории центра масс тела человека. Вокруг талии испытуемого были размещены три отражающих маркера, около его центра масс. Во время теста испытуемый шёл на беговой дорожке со скоростями 5 км/ч, 7 км/ч и 9 км/ч. Восемь камер захвата движения NOKOV, установленных вокруг беговой дорожки, записывали движение центра масс испытуемого.
Данные, собранные системой захвата движения NOKOV, были затем импортированы в Matlab для обработки. Экспериментальная траектория центра масс тела была сравнена с предсказанной траекторией из кинематической модели. При низких скоростях предсказанная траектория была очень похожа на фактическую траекторию центра масс, полученную с помощью системы захвата движения. Хотя траектория модели не соответствовала при высоких скоростях, движение соответствовало общей синусоидальной тенденции, с вариациями, зависящими от походки испытуемого. Модель смогла представить смещение центра масс тела во время движения человека более точно, чем предыдущие модели.
На основе кинематической модели исследователи разработали устройство рюкзака с постоянным усилием подвески, которое было легким, имело регулируемую нагрузку и включало широкий спектр активных и пассивных систем подвески, работающих совместно. Также исследователи подвергли свой рюкзак с постоянной силой подвески ряду испытаний, включая тест на балансировку механизма постоянной силы, тест на инерционную силу, тест на потребление энергии человеком и тест на адаптацию к действиям, среди прочих. Рюкзак соответствовал всем требованиям испытаний, подтверждая жизнеспособность разработанного дизайна. Рюкзак с постоянной силой подвески эффективно контролировал свою подвеску, уменьшая инерционную силу нагрузки на человеческое тело и снижая метаболическую энергию, необходимую для транспортировки груза.
Ссылки:
Применение систем захвата движения в изучении технологии интегрированной внутренней позиционирования
Гибкий робот для реабилитации верхних конечностей с использованием технологии виртуальной реальности
Пожалуйста, свяжитесь с нами
-
Мы прилагаем все усилия для того, чтобы помочь вам в ваших запросах и предоставить полную информацию.
Поделитесь с нами своими проблемами, и мы быстро направим вас к наиболее эффективному решению.
-
-
- Объем захвата * m m m
-
Объекты для отслеживания *
- Количество целей (необязательно)
-
Тип камеры (по желанию)
-
Количество камер (необязательно)
- Отправить