Carbon Fiber-Based Twisted and Coiled Artificial Muscles (TCAMs) for Powered Ankle-Foot Orthoses

执行机构 材料科学 硅橡胶 机械工程 计算机科学 汽车工程 复合材料 工程类 人工智能
作者
Parth Kotak,Jason M. Wilken,Kirsten M. Anderson,Caterina Lamuta
出处
期刊:Journal of biomechanical engineering [ASM International]
卷期号:144 (1) 被引量:11
标识
DOI:10.1115/1.4051927
摘要

Abstract Ankle foot orthoses (AFOs) control the position and motion of the ankle, compensate for weakness, and correct deformities. AFOs can be classified as passive or powered. Powered AFOs overcome the limitations of passive AFOs by adapting their performance to meet a variety of requirements. However, the actuators currently used to power AFOs are typically heavy, bulky, expensive, or limited to laboratory settings. Thus, there is a strong need for lightweight, inexpensive, and flexible actuators for powering AFOs. In this technical brief, carbon fiber/silicone rubber (CF/SR) twisted and coiled artificial muscles (TCAMs) are proposed as novel actuators for powered AFOs. CF/SR TCAMs can lift to 12,600 times their weight with an input power of only 0.025 W cm−1 and are fabricated from inexpensive materials through a low-cost manufacturing process. Additionally, they can provide a specific work of 758 J kg−1 when an input voltage of 1.64 V cm−1 is applied. Mechanical characterization of CF/SR TCAMs in terms of length/tension, tension/velocity, and active-passive length/tension is presented, and results are compared with the performance of skeletal muscles. A gait analysis demonstrates that CF/SR TCAMs can provide the performance required to supplement lower limb musculature and replicate the gait cycle of a healthy subject. Therefore, the preliminary results provided in this brief are a stepping stone for a dynamic AFO powered by CF/SR TCAMs.

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
1秒前
Vvv完成签到 ,获得积分10
2秒前
wwz应助栀子采纳,获得10
3秒前
3秒前
无辜的鼠标完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
曾曾完成签到,获得积分10
5秒前
文静黑猫发布了新的文献求助30
5秒前
7秒前
高调的摆酒人完成签到,获得积分10
7秒前
明亮夏旋完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
知山知水发布了新的文献求助10
9秒前
快乐的冰岚完成签到 ,获得积分20
10秒前
10秒前
samantha发布了新的文献求助10
12秒前
CH完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
dyfsj发布了新的文献求助10
15秒前
leo发布了新的文献求助10
16秒前
咿呀完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
子系完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
一帆锋顺发布了新的文献求助10
21秒前
老年人完成签到,获得积分10
21秒前
FUNG发布了新的文献求助10
21秒前
肖鹏发布了新的文献求助10
21秒前
无敌阿东发布了新的文献求助10
22秒前
24秒前
24秒前
Leofar完成签到 ,获得积分10
26秒前
霖昭完成签到,获得积分10
26秒前
翊然甜周完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
28秒前
彭于晏应助肖鹏采纳,获得10
28秒前
13333发布了新的文献求助10
29秒前
Young完成签到,获得积分10
29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
Fermented Coffee Market 2000
Methoden des Rechts 600
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5284222
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4437791
关于积分的说明 13814979
捐赠科研通 4318770
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2370598
邀请新用户注册赠送积分活动 1366003
关于科研通互助平台的介绍 1329460