假肢

模块化假肢

它能像人的手臂和手一样完成几乎所有的动作,在手和上臂上有超过100个传感器, 模块化假肢(MPL)是世界上最复杂的上肢假肢. 目前在美国有10个MPLs被用于神经康复研究.

MPL的特点:

  • 拟人化(栩栩如生)的外形因素和外观
  • 像人类一样的力量和灵巧
  • 高分辨率触觉和位置感知
  • 神经接口,直观和自然的闭环控制

MPL手臂

传感器ization

下图中的手臂和手包含超过100个传感器. 许多候选技术都是通过使用定制测试平台和标准化流程进行原型化和评估的. 除了传感器特定的性能标准, 其他设计约束包括集成, 可靠性, 和可制造性. 在各个关节处,传感器测量角度、速度和扭矩. 指尖附加的传感器测量力, 振动, 精细点接触, 还有温度/热通量.

传感器的手臂

sensorshand

 

关键 传感器 数量
阿卡 绝对位置传感器 21
阿卡 接触传感器 10
阿卡 扭矩传感器 14
阿卡 联合温度传感器 17
阿卡 使用硬件Acclerometer 3
阿卡 三轴力传感器 3
阿卡 额外的传感器
  • 增量转子位置(x17)
  • 驱动电压(x17)
  • 上臂驱动电流(x7)
41
 


通用规范

参数 价值 单位
自由度 26 景深
电机(控制度) 17 医生
板载电机控制器 定制的嵌入式  
机载传感器调节和数字化 定制的嵌入式  
大量的手和手腕 2.9
上臂与电池的质量 7.6
有效载荷(手腕主动) 15
有效载荷能力(手腕静态和上臂活动) 35
圆柱形抓力 70 磅力
双爪夹紧力 15 磅力
三爪卡盘夹紧力 25 磅力
侧向键夹力 25 磅力
上臂关节速度 120* 度/秒
手腕关节速度 120* 度/秒
手开合时间 300 ms
电压 24
通信 可以  

*通过运动范围

体附件

体附件通过研究多种容积调节和动态形状变化的套筒方法,开发了一种舒适而健壮的身体附件,以支持MPL的运动范围和不同截肢水平的负载能力. 这些包括气动或充气膀胱, 液压或充满液体的膀胱, vacuum-attachment方法, electro-active聚合物, 和形状变化的材料结构. 改进的表面肌电图电极增强了患者的舒适度, 而且静、动荷载分布可以用衬垫来适应, 配重平衡, 动态适应元素, 主动真空. 额外的插座设计挑战是由于需要为控制器提供空间, 用于元件或其他传入设备, 以及外围控制(植入式肌电传感器[IMES]和犹他州倾斜电极阵列[USEA])换向元件.

推荐阅读

革命性的假肢2009模块化假肢肢体-身体接口:假肢插座发展概述 (九卅体育appAPL技术文摘,第30卷,第3期,第3页. 240–249, 2011)

它美化

它美化革命性的假体美容的基本要求是它看起来自然, 是持久的, 能够被制造出来, 重量最小, 满足机械方面的要求(如:尽量减少化妆品拖拉造成的能耗,以延长电池的使用时间), 支持传感器功能, 而且是可修复的. 作为对抗环境的初始屏障,允许传感器测量力, 振动, 通过美容的温度是额外的要求. MPL美容仪的两种变体被开发出来:工作手套, 一种功能性覆盖物,更便宜,更耐用, 标准手套, 一种完全逼真的化妆封面,包括模仿自然肢体的艺术细节和光谱不敏感的颜色配方(异色).

推荐阅读

模块化假肢的发展过程综述 (九卅体育appAPL技术文摘,第30卷,第3期,第3页. 207–216, 2011)

它美化:社交和功能界面 (九卅体育appAPL技术文摘,第30卷,第3期,第3页. 250–255, 2011)

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