碰撞能

一种被动的机制，用于脱钩能量存储和踝关节返回 - 脚步：回收碰撞能量的案例研究

下肢截肢经历的个体在没有功能性肌肉的情况下降低了踝关节推断，导致步行性能降低。常规的能源存储和回报（ESR）假体在中场期间存储机械能，并在步态的末端立场阶段返回该能量，从而部分补偿。这些假肢可以提供大约30％的健康脚踝 - 步行过程中脚执行的推断工作。返回更多规范性机械能水平的新型假体可以改善步行性能。在这项工作中，我们设计了一个脱钩的ESR（DESR）假体，该假体将通常在脚跟撞击和加载响应下消散的能量，并在终端立场期间返回这种能量，从而增加了假体所做的机械推断工作。通过在产生不同的非线性扭矩 - 角度力学的两个不同的CAM轮廓之间切换来实现此解耦。凸轮通过自定义磁切换系统在步态周期中的关键点自动互换。台式表征证明了能量存储和返回的成功解耦。DESR机制能够在脚跟打击和加载响应时捕获能量，并在步态周期后期将其返回，但是这种回收不足以克服机械损失。除了其回收能量的潜力外，DESR机制还可以实现独特的机械可定制性，例如在挥杆阶段的脚趾间隙中的背屈，或提高推断时的能量释放速率。