Desenvolvimento do exoesqueleto biomimético do joelho e controle deslizante de aprendizado iterativo

Yi LONG ,  

Ning CHEN ,  

Zhibin CAI ,  

Hexiao GUO ,  

Yutian CHI ,  

Wei DONG ,  

Abstract

Foi apresentado um novo exoesqueleto de joelho projetado para fornecer torque auxiliar ao joelho e promover a reabilitação pós-operatória. Inspirado na estrutura anatômica da articulação do joelho humano, este exoesqueleto utiliza uma estrutura biomimética que integra o “eixo de rotação ótimo” com a trajetória do centro instantâneo de rotação, aliviando efetivamente o desalinhamento cinemático da articulação e proporcionando uma experiência de uso mais confortável para o usuário. Além disso, o exoesqueleto de joelho integra um sistema de acionamento de alinhamento altamente integrado. Este sistema de acionamento pode fornecer torque contínuo de 18 N·m e torque de pico de 45 N·m, suficiente para atender às necessidades diárias de caminhada do paciente. Do ponto de vista do controle, é proposta uma estratégia unificada de controle por modo deslizante baseada em controle de aprendizado iterativo para manter alta precisão de rastreamento. Ao atualizar continuamente a entrada de controle ao longo de ciclos de marcha contínuos, o sistema alcança um rastreamento preciso da trajetória de movimento do joelho. Os resultados experimentais indicam que a estrutura articular biomimética projetada resolve efetivamente o problema de desalinhamento articular humano. Além disso, durante o processo de caminhada colaborativa homem-máquina, essa estratégia de controle cooperativo demonstra excelente precisão de rastreamento em estado estacionário e robustez transitória.

Keywords

desalinhamento homem-máquina; exoesqueleto de joelho; controle deslizante; controle de aprendizado iterativo

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