Design and analysis of a novel shoulder exoskeleton with mismatch compensation capability

外骨骼 运动学 肩关节 机制(生物学) 补偿(心理学) 模拟 矢状面 计算机科学 物理医学与康复 生物力学 接头(建筑物) 联轴节(管道) 动力外骨骼 旋转(数学) 瞬时旋转中心 运动(音乐) 肩胛骨 工程类 触觉技术 肌电图 控制理论(社会学) 运动链 职位(财务)
作者
Lianzheng Niu,Sheng Guo,Xin-Hua Yang,Haibo Qu,Majun Song,Xiangyang Wang
出处
期刊:Robotica [Cambridge University Press]
卷期号:: 1-17
标识
DOI:10.1017/s0263574725102828
摘要

Abstract Most exoskeletons are designed with the shoulder joint’s instantaneous center of rotation (ICR) in mind as a fixed joint, often also known as the center of the shoulder joint. In fact, shoulder ICR changes during shoulder abduction–adduction and flexion–extension. Abduction–adduction causes the ICR to move in the frontal plane, which is caused by the joint movement of the shoulder joint, including depressed elevation and horizontal translation, while the flexion–extension movement of the sagittal plane produces the shoulder extension movement. If the change in shoulder ICoR movements is not compensated for in the exoskeleton design, they can create discomfort and pain for the robot’s wearer. Although conventional exoskeletons typically treat the shoulder joint as a three degree of freedom spherical joint, this study incorporates a more sophisticated understanding of shoulder kinematics. The developed scapulohumeral rhythm compensation mechanism successfully compensates for shoulder joint motion, with simulation results confirming kinematics that closely match ergonomic shoulder movement patterns. First, the complex kinematics of the shoulder joint are analyzed. To meet the demand for mismatch compensation, a shoulder exoskeleton based on a winding mechanism is designed. A mismatch compensation model is established, and theoretical analysis and simulation verify that the designed shoulder exoskeleton has a mismatch compensation function. While solving the mismatch problem, the human–machine coupling model is established through OpenSim software. The simulation results show that the designed exoskeleton has a good assisting effect from the perspective of muscle force generation and shoulder torque.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
林狗发布了新的文献求助10
1秒前
沉静白凡完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
4秒前
淡淡紫蓝发布了新的文献求助30
4秒前
6秒前
张张发布了新的文献求助10
7秒前
哦o发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
9秒前
欣欣子发布了新的文献求助10
10秒前
天真谷蓝完成签到 ,获得积分10
10秒前
高大寒梦给高大寒梦的求助进行了留言
10秒前
10秒前
李朝富发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
一包辣条完成签到,获得积分10
14秒前
搜集达人应助哦o采纳,获得10
14秒前
anthea完成签到 ,获得积分10
14秒前
大模型应助李朝富采纳,获得10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
NexusExplorer应助张张采纳,获得10
15秒前
888完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
Orange应助wangckyt采纳,获得10
16秒前
devoel发布了新的文献求助10
17秒前
瓶盖的玉莹厨师长完成签到,获得积分10
17秒前
Kira发布了新的文献求助10
19秒前
哦o完成签到,获得积分10
21秒前
青城山下小星瞳完成签到,获得积分10
24秒前
御坂10576号完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
WuYiHHH完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
28秒前
29秒前
buno应助小董继续努力采纳,获得10
31秒前
summerer完成签到,获得积分10
31秒前
是小天呀完成签到 ,获得积分10
31秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5604172
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4688985
关于积分的说明 14857380
捐赠科研通 4697016
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2541204
邀请新用户注册赠送积分活动 1507328
关于科研通互助平台的介绍 1471851