Development of a Powered Four-Bar Prosthetic Hip Joint Prototype
Notice bibliographique
Résumé
Background/Objectives: Hip-level amputees face ambulatory challenges due to the lack of a lower limb and prosthetic hip power. Some hip-level amputees restore mobility by using a prosthesis with hip, knee, and ankle joints. Powered prosthetic joints contain an actuator that provides external flexion-extension moments to assist with movement. Powered knee and powered ankle-foot units are on the market, but no viable powered hip unit is commercially available. This research details the development of a novel powered four-bar prosthetic hip joint that can be integrated into a full-leg prosthesis. Methods: The hip joint design consisted of a four-bar linkage with a harmonic drive DC motor placed in the inferior link and an additional linkage to transfer torque from the motor to the hip center of rotation. Link lengths were determined through engineering optimization. Device strength was demonstrated with force and finite element analysis and with ISO 15032:2000 A100 static compression tests. Walking tests with a wearable hip-knee-ankle-foot prosthesis simulator, containing the novel powered hip, were conducted with three able-bodied participants. Each participant walked back and forth on a level 10 m walkway. Custom hardware and software captured joint angles. Spatiotemporal parameters were determined from video clips processed in the Kinovea software (ver. 0.9.5). Results: The powered hip passed all force and finite element checks and ISO 15032:2000 A100 static compression tests. The participants, weighing 96 ± 2 kg, achieved steady gait at 0.45 ± 0.11 m/s with the powered hip. Participant kinematic gait profiles resembled those seen in transfemoral amputee gait. Some gait asymmetries occurred between the sound and prosthetic legs. No signs of mechanical failure were seen. Most design requirements were met. Areas for powered hip improvement include hip flexion range, mechanical advantage at high hip flexion, and device mass. Conclusions: The novel powered four-bar hip provides safe level-ground walking with a full-leg prosthesis simulator and is viable for future testing with hip-level amputees.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,002 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».