Please wait ...
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
تاثیر ابزارهای هوش مصنوعی بر عملیات حسابداری و حسابرسی در ایران با در نظر گرفتن نقش تعدیلگری حاکمیت فناوری اطلاعات
میلاد تابع اصفهانی - زهره زیودار
In-silico Molecular Investigation of Caloubater crescentus Bioadhesive Proteins
Yeganeh Kayalha - Maryam Azimzadeh Irani
مکان یابی ایستگاههای آتشنشانی با استفاده از الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات
مهدی عزیزمحمدی - سید محسن میرحسینی - آرش شعبانی
بررسی تأثیر هوش مصنوعی فازی بر رضایت مشتریان خدمات گردشگری سلامت
حسام رضایی - متین رحیمی مرام - مریم مصلح
درآمدزایی از آزادی: تحلیل مدل کسبوکار نرمافزارهای آزاد
محمد امیری نسب - آرمان محبعلی - امید دادرس
پیش بینی ریسک بیماری های قلبی- عروقی با استفاده از تکنیک یادگیری گروهی stacking
مهسان یقطینی - حسین اقبالی - محمدعلی اقبالی
توسعه هیدروژل های زیست تقلیدی مبتنی بر یوتکتوژل برای کاربرد های پزشکی
فاطمه دهقان بنادکی - مهشید خرازیها
پژوهشی در حسابداری و هوش مصنوعی با استفاده از مدلسازی موضوعی
زین العابدین پاشایی باروجی - حسین راستکار رضائی - علیرضا عظیمی ثانی
Mitigating MRI Domain Shift in Sex Classification: A Deep Learning Approach with ComBat Harmonization
Peyman Sharifian - Mohammad Saber Azimi - Masoud Noroozi - Alireza Karimian - Hossein Arabi
نقش فناوریهای هوش مصنوعی در توانمندسازی جامعه D–M مروری جامع بر شناسایی، ترجمه و نمایندگی زبان اشاره
لیلا حسین آبادی
more
Samin Hamayesh - Version 44.7.0