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
Inverse Dynamics Analysis of the Crutch-Assisted Gait with a Lower-Limb Robotic Exoskeleton
Negin Nasirian - Milad Hosseini - Reza Norouzzadeh - Saeed Behzadipour
GelMA Synthesis and Experimental Challenges
Mohammad Matin Shirzad - Zahra Mohammadi - Shaghayegh Kohzadi
روش ترکیبی مبتنی بر ماشین بردار پشتیبان با الگوریتم بهینه سازی کلاغ برای دسته بندی متون
آیسودا علیزاده - فرهاد سلیمانیان قره چپق
طراحی مدل هوشمند در جهت رتبهبندی شعب شرکتهای بیمه
مسعود سبزچی دهخوارقانی - میترا زابلی پیله رود
مزایای هوش مصنوعی در تصمیم گیری عملیاتی
مهدی محمدی امین - مهدی فرساد - هادی محمدی امین
مدل چندمعیاره پیشنهادگر هوشمند برای بهبود عملکرد ناوگان حمل ونقل
سهیل میرزازاده - مرضیه محمدپور
پیش بینی بار الکتریکی کوتاه مدت در شبکه شرکت برق منطقه ای آذربایجان با استفاده از سیستم فازی
محمدرضا رستمی نوشهر - لاریسا خدادادی - حسین خون جهان - عبدالحسین شاکری
پیاده سازی iot در زنجیره تامین، چالشها و فرصتها با در نظر گرفتن industry 4
مهدی رضایی - سلمان ولی محمدی
تاثیر مولفه های هوش معنوی بر قضاوت حرفه ای حسابرسان
علیرضا عظیمی ثانی
Antimicrobial and Bioactivity Evaluation of Laser-Modified Biodegradable Magnesium Alloy Coated with Chitosan–Graphene Oxide
Seyed Alireza Ensaniat - Ali Safary - Farid Naeimi - Hamid Reza Bakhsheshi Rad - Monireh Ganjali
more
Samin Hamayesh - Version 44.5.0