0% Complete
فارسی
Home
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
Inverse Dynamics Analysis of the Crutch-Assisted Gait with a Lower-Limb Robotic Exoskeleton
Authors :
Negin Nasirian
1
Milad Hosseini
2
Reza Norouzzadeh
3
Saeed Behzadipour
4
1- دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
2- دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
3- دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
4- دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
Keywords :
Inverse dynamics،Crutch-assisted gait،Upper limb biomechanics،Exoskeleton modeling،Joint torque estimation
Abstract :
This study presents a comprehensive inverse dynamics framework for evaluating upper-limb joint loading during crutch-assisted gait with Exoped, a lower-limb robotic exoskeleton. To address the absence of integrated biomechanical models capturing the combined interactions of the user, exoskeleton, and assistive devices, a full-body skeletal model was developed. Motion capture and force plate data were collected from a paraplegic user walking with instrumented forearm crutches, each equipped with a single-axis load cell and reflective markers. The crutch system was validated against force plate measurements, showing high accuracy in vertical ground reaction force (GRF) estimation with a maximum RMS error of 7.01% for axial forces, with shear forces remaining below 10% throughout the gait cycle. The skeletal model was further validated by comparing model output and recorded foot GRFs, demonstrating close agreement in both magnitude and timing of loading patterns with average relative errors of 14.34% for the left foot and 15.86% for the right foot. Inverse dynamics analysis revealed physiologically plausible torques, with peak values of approximately –12 Nm at the elbow and 20 Nm at the shoulder, primarily in the pitch (flexion/extension) and roll (abduction/adduction) axes. These magnitudes align with previously reported ranges for assisted gait and remain within physiological capacity, supporting the model validity. The results identify critical phases of the gait cycle-particularly early and mid-stance-where torque demands peak, providing actionable insights for clinical gait training and exoskeleton control strategies aimed at minimizing upper-limb exhaustion and pathological risks
Papers List
List of archived papers
Freeze-Dried Oxidized Alginate–Gelatin Scaffold Coated with Reduced Graphene Oxide for Bone Tissue Engineering
Mohsen Aghababaei Tafreshi - Sameereh Hashemi-Najafabadi - Nafiseh Baheiraei
Development of Folic Acid-Conjugated Iron Oxide Nanoparticles Loaded with Doxorubicin via Arc Discharge: A Novel Approach for Synergistic Photothermal-Chemotherapy of Cancer Using Bacterial Cellulose-Polyvinyl Alcohol Hydrogel
Saeid Orangi - Soodabeh Davaran
مروری بر روش های هوش مصنوعی توضیح پذیر
الهه محمدی - آزاده سلطانی
کاربرد بیومکانیک و آنالیز راهرفتن در بهینهسازی درمان کودکان مبتلا به فلج مغزی: مرور ادبیات
علی جعفری - علیرضا هاشمی اسکویی - شقایق حسن زاده خانمیری
توربین بادی محور عمودی بهینهشده برای محیطهای شهری
سید جواد روده چی تبریزی - ثمر گلدوز
تاثیر بشردوستی شرکتی بر کارایی سرمایه گذاری با تاکید بر استراتژی تجاری شرکت
محمد فرجی بنائی - سمیرا بالائی - مهین اروجی
مروری بر روشهای هوشمند مدیریت فرسودگی لینکهای عمودی در شبکههای روی تراشه سهبعدی
سید محمد آذرشین - رضا فرشیدی - امین مهرانزاده
تحلیل کاربردی الگوریتم کلونی مورچگان چندهدفه در حل مسائل بهینهسازی چندهدفه
ملیحه نیک سیرت
مدیریت و فرصت های سرمایه گذاری
محمدرضا پژوهی
ارزش های فردی و درک حسابرسان از تفکر نئولیبرالیسم
الهه زارع ابراهیم آبادی - بهمن بنی مهد - مهدی مرادزاده فرد - قدرت اله طالب نیا
more
Samin Hamayesh - Version 42.5.2