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
ارزیابی ساختار بازار حسابرسی در ایجاد ارزش افزوده اقتصادی در صنعت فولاد
کریم ستاری - محمدرضا عباسی استمال
Evaluation and Comparison of Columnar Databases Cassandra, Kudu, HBase, Google Bigtable, MariaDB, and Greenplum for Fast and Accurate Data Processing
Sareh Gorgbandi - Nafiseh Osati
Design and Biomechanical Comparison of a Patient-Specific Anatomical Plate Versus Conventional Plate for Distal Humerus Fractures: A Finite Element Analysis
Fahime Rezazade - Azadeh Ghouchani - Maryam Amoochi
مقابله با عوامل ایجادکننده تقلب در صورتهای مالی (مرور سیستماتیک از ادبیات و تحلیل بیبلیومتریک)
شبنم بالازاده قره باغی - یونس حیدری - مریم یادگاری دیزناب - پرهام شاکری بهادر
تحلیل مقایسهای الگوریتمهای یادگیری ماشین در تحلیل دادهها: دستهبندی، کاربردها و چالشها
کیانا سادات تقوی - آزیتا شیرازی پور - سید جواد میر عابدینی
تقویت عضلات چهار سر ران و اصلاح الگوهای حرکتی با استفاده از بیوفیدبک الکترومایوگرافی در بیماران مبتلا به مالتیپل اسکلروزیس (MS)
مهدی میری - احسان تهامی - گلاره ویسی
Acoustofluidic Separation of Circulating Tumor Cells from Semen via Induced Microvortices
Ashkan Behrouzi - Sheyda Nadi - Zahra Saeidpour - Majid Badieirostami
ارائه مدل ترکیبی کشف نفوذ مبتنی بر تحلیل دادههای بزرگ و یادگیری عمیق در محیطهای توزیعشده
شاهین سمیع عادل
نقش یادگیری عمیق در توسعه هوش مصنوعی و کاربردهای آن در صنعت، تجارت و زنجیره تأمین
آیدا مهرنیا
Role of Protective Pads in Mandibular Biomechanics During Frontal Impact
Hosna Olfati - Ata Hashemi
more
Samin Hamayesh - Version 42.5.2