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
سیاستهای پولی، تغییرات نرخ ارز، تصمیمات تودهوار سهامداران در چارچوب الزامات قانونی بازار سرمایه
عظیم رضوی مجارشین
Biomechanical Analysis of Blindfold Training for Backward Running in Handball Athletes
Aydin Najipour - Siamak Khorramymehr - Kamran Hassani
تاثیر ارزش های مشترک بر تبلیغات شفاهی، رضایت، اعتماد و تعهد (مطالعه ای در میان موسسات حسابداری استان زنجان)
صالح حسین نژاد آژیری - مجید پابرجای زنجانی - افسانه ملاجوادی
Magnetic Catheter Robot with Reduced Friction for Endovascular Minimally Invasive Access
Sina Eskandary - Mohammad Amin Salati - Rezayat Parvizi - Farhang Abbasi
کاربرد هوش مصنوعی در بهینهسازی پردازش معاملات مالی: مدل های مفهومی و آیندهپژوهی
سجاد یوسفی - مریم پورنجف - لیلا حسین آبادی
Influence of artificial intelligence in the mining industry and its role in the economic development
Parinesa Moshefi
مسئولیت پذیری اجتماعی شرکت : بررسی و ترکیب نظریه ها
رعنا شهدآور - علی دلجوان اکبری - محمد زکی لو
Accelerated Diffusion-Weighted Imaging via Diffusion Gradient Alternation in Radial k-Space Sampling
Fateme Hoseini Rashkani - Abbas Nasiraei Moghaddam
Neural Correlates of Reward and Punishment Processing During Gambling-Based Decision-Making: A Simultaneous EEG-fMRI Study
Elias Ebrahimzadeh - Amin Mohammad Mohammadi - Ahmad Hammoud - Lila Rajabion - Hamid Soltanian-Zadeh
شبیه سازی افزایش نفوذ دارو در لوله مویرگی با غشا نفوذپذیر به کمک اثر نانوذرات مغناطیسی
پریماه سلیمی - هامون پورمیرزاآقا - منصور امیری دوگاهه - علی وظیفه دوست صالح - سیده سوده جهانی
more
Samin Hamayesh - Version 42.4.1