Design and Evaluation of a Load Control System for Biomechanical Energy Harvesters and Energy-Removing Exoskeletons
Notice bibliographique
Résumé
Controlling the timing and magnitude of electricity production is a critical factor in reducing the metabolic cost of walking with an energy-removing exoskeleton. This article outlines a novel power electronic control system designed to apply a mechanical loading profile onto the user that extracts kinetic energy. This energy extraction assists the user's muscles, thereby providing metabolic assistance while simultaneously producing electrical power. This open-loop control system estimates the state of both the exoskeleton and the user's lower limbs and uses this estimation to identify and apply a desired knee flexion moment during the terminal swing phase. The control system was evaluated using human treadmill walking experiments and benchtop testing, which determined that the system could identify the user's stride period, ground contact timing, and the device's moment arm with high accuracy and precision. Furthermore, the system could apply the desired cable force within +2.6 and −2.3 N and the muscle-centric knee moment profile within +0.05 and −0.04 N·m. Through proper load control, a user would benefit from walking with an energy-removing exoskeleton, regardless of the need for portable power.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».