充电一次可走15460步,还能边走边充,这个机械假腿连脚趾都能动( 二 )


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所以重点来了——
一个驱动器就能同时为脚踝和脚趾关节提供动力 , 而且还比用两个单独的驱动器需要更少的机械和电气元件 。(顺便又变轻了)
这个同时给脚踝和脚趾提供动力的装置,名曰欠驱动系统,意思是其输入量比要控制的量少 。

充电一次可走15460步,还能边走边充,这个机械假腿连脚趾都能动

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实测结果显示,仅给脚踝提供动力的话,每步所需电能为14.4J,总体效率为43.8%;而采用欠驱动设计 , 每步所需电能下降到8.2J , 总体效率达到76.8% 。
可见,这样还能“步步省电” 。
研究人员推算,用这个假肢目前搭载的电池(2400毫安时),充一次电,就能在标准模式下走15460步 。
而这,说的还是在要用电的标准模式 。
在被动模式下,不仅不用电 , 还能反向充电:
系统可以把机械能转化为电能 , 平均每走一步就能给电池充电2.0±0.6J 。
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在被动模式下,膝关节主要表现为阻尼器,踝关节则主要像弹簧一样运动 。这样虽然不如标准模式行动自然,但在平地行走也是绰绰有余了 。
另外,还有一点创新之处:
在此模式下,膝关节和踝关节假体的机械运动,和在微处理器控制下的效果很像,但现有的其他电动假肢都没有这种功能 。
到目前为止 , 已有三名膝上截肢者试戴了这种炫酷义肢 。
结果表明 , 尽管他们的走路风格自成一派,但最终都能靠此独立行走,和正常人没有明显差别 。
研究者认为,这个假肢的适用人群非常广泛:身高在160到191cm之间、净体重在59到91公斤的截肢患者都可以正常佩戴 。
当然他们也表示,这个假肢仍有一些待改进之处 。
例如,佩戴者不能单独控制脚踝和脚趾关节,二者扭矩之间的比例固定,不能根据用户的需要或偏好进行更改 。
后续他们还会进行更多的实践,提高假肢的实用效果 。
事实上,全世界的截肢人群可能比大伙儿想象的还多——
据央视报道,我国每年就约28万人因糖尿病被足截肢 。
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轻便好用假肢,无疑对这个庞大的群体意义非凡 。
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