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作者：顾理;张欣怡;邵家儒;郑子君;杨瑜;
单位：重庆理工大学机械工程学院;
摘要：【目的】针对现有下肢外骨骼装置体积大、能耗高的问题，设计一种含踝关节助力弹簧的下肢穿戴装置，在不增加人体额外消耗的前提下，降低肌肉代谢，提升助力效果。【方法】首先，分析人体下肢骨骼结构，完成下肢穿戴装置的结构设计；其次，构建人机耦合数值模型，开展多工况下的助力特性仿真分析；最后，借助OpenSim软件进行生物力学仿真，模拟人体穿戴装置行走过程，验证装置有效性。【结果】结果表明，正常步行速度下，穿戴该装置后踝关节平均峰值力矩下降27.4%，人体肌肉总代谢量降低5.3%，小腿主要肌群代谢均有所减小，有效减轻了穿戴者肌肉负荷，实现了良好的助力效果。研究可为被动式助力装置设计提供参考。
关键词：下肢外骨骼;;踝关节助力;;动力学仿真;;肌肉代谢
基金资助：重庆市自然科学基金面上项目（CSTB2023NSCQ-MSX0802）;; 重庆市教委科学技术研究项目（KJQN202201113,KJQN202201105）
