Математичне моделювання та відновлення ходи людини з електромеханічним екзоскелетом

The mathematical model for dynamical analysis and recovering of the human gait by the electromechanical exoskeleton is built. Human locomotor apparatus is modeled by planar system of nine rigid bodies, and exoskeleton by pair of three-link hinge levers, connected to the lower extremities. The exoske...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2019
Main Authors:	Demydyuk, M. V.; Демидюк М. В.; Ін-т прикл. проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, Львів, Lytvyn, B. A.; Литвин Б. А.; Ін-т прикл. проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, Львів
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics and Mathematics of NAS of Ukraine 2019
Subjects:	хода людини електромеханічний екзоскелет математичне моделювання оптимальне керування сплайн-апроксимація параметрична оптимізація нелінійне програмування УДК 531.8+62-50
Online Access:	http://journals.iapmm.lviv.ua/ojs/index.php/APMM/article/view/apmm2019.17.147-159
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Prykladni Problemy Mekhaniky i Matematyky

Institution

Prykladni Problemy Mekhaniky i Matematyky

id	journalsiapmmlvivua-article-3144
record_format	ojs
spelling	journalsiapmmlvivua-article-31442021-01-09T13:33:11Z Mathematical modeling and human gait recovering with electromechanical exoskeleton Математичне моделювання та відновлення ходи людини з електромеханічним екзоскелетом Demydyuk, M. V.; Демидюк М. В.; Ін-т прикл. проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, Львів Lytvyn, B. A.; Литвин Б. А.; Ін-т прикл. проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, Львів human gait, electromechanical exoskeleton, mathematical modeling, optimal control, spline approximation, parametric optimization, nonlinear programming UDC 531.8+62-50 хода людини, електромеханічний екзоскелет, математичне моделювання, оптимальне керування, сплайн-апроксимація, параметрична оптимізація, нелінійне програмування УДК 531.8+62-50 The mathematical model for dynamical analysis and recovering of the human gait by the electromechanical exoskeleton is built. Human locomotor apparatus is modeled by planar system of nine rigid bodies, and exoskeleton by pair of three-link hinge levers, connected to the lower extremities. The exoskeleton is controlled by electromechanical devices: the electrical power, which is supplied to the electric motor input, provides generating of the necessary torques in the system’s joints. Assuming, that the level of the muscle forces in the primary human legs joints (hip, knee and ankle) is small and not sufficient for performing locomotor functions, the problem for determining exoskeleton control, which provide for biotechnical system anthropomorphic movement is formulated. The algorithm for construction of approximate solution, based on a procedure of parameterization of generalized coordinates of the mechanical system by a set of cubic smoothing splines, conception of reverse dynamic problems and numerical methods of nonlinear programming is built. Cite as: M. V. Demydyuk, B. A. Lytvyn, “Mathematical modeling and human gait recovering with electromechanical exoskeleton,” Prykl. Probl. Mekh. Mat., Issue 17, 147–159 (2019) (in Ukrainian), https://doi.org/10.15407/apmm2019.17.147-159 Побудовано математичну модель для динамічного аналізу та відновлення ходи людини за допомогою електромеханічного екзоскелета. Опорно-руховий апарат людини змодельовано плоскою системою дев’яти твердих тіл, екзоскелет – парою триланкових шарнірних важелів, закріплених на нижніх кінцівках. Керування екзоскелетом відбувається за допомогою електромеханічних приводів: електрична напруга, яку подано на вхід електродвигунів, забезпечує формування необхідних зусиль у шарнірах системи. За припущення, що рівень м’язових сил в основних суглобах (тазостегновому, колінному, гомілковостопному) ніг людини є малим і недостатнім для виконання локомоторних функцій, сформульовано задачу пошуку таких керувань екзоскелета, які забезпечать антропоморфність руху біотехнічної системи. Розроблено алгоритм наближеного розв’язання задачі, який ґрунтується на процедурах параметризації узагальнених координат механічної системи сімейством кубічних згладжувальних сплайнів, концепції обернених задач динаміки та числових методах нелінійного програмування. Зразок для цитування: М. В. Демидюк, Б. А. Литвин, “Математичне моделювання та відновлення ходи людини з електромеханічним екзоскелетом,” Прикл. проблеми механіки і математики, Вип. 17, 147–159 (2019), https://doi.org/10.15407/apmm2019.17.147-159 Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics and Mathematics of NAS of Ukraine 2019-12-24 Article Article application/pdf http://journals.iapmm.lviv.ua/ojs/index.php/APMM/article/view/apmm2019.17.147-159 10.15407/apmm2019.17.147-159 Prykladni Problemy Mekhaniky i Matematyky; Том 17 (2019); 147-159 Прикладні проблеми механіки і математики; Том 17 (2019); 147-159 uk http://journals.iapmm.lviv.ua/ojs/index.php/APMM/article/view/apmm2019.17.147-159/3304
institution	Prykladni Problemy Mekhaniky i Matematyky
baseUrl_str
datestamp_date	2021-01-09T13:33:11Z
collection	OJS
language	Ukrainian
topic	хода людини електромеханічний екзоскелет математичне моделювання оптимальне керування сплайн-апроксимація параметрична оптимізація нелінійне програмування УДК 531.8+62-50
spellingShingle	хода людини електромеханічний екзоскелет математичне моделювання оптимальне керування сплайн-апроксимація параметрична оптимізація нелінійне програмування УДК 531.8+62-50 Demydyuk, M. V.; Демидюк М. В.; Ін-т прикл. проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, Львів Lytvyn, B. A.; Литвин Б. А.; Ін-т прикл. проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, Львів Математичне моделювання та відновлення ходи людини з електромеханічним екзоскелетом
topic_facet	human gait electromechanical exoskeleton mathematical modeling optimal control spline approximation parametric optimization nonlinear programming UDC 531.8+62-50 хода людини електромеханічний екзоскелет математичне моделювання оптимальне керування сплайн-апроксимація параметрична оптимізація нелінійне програмування УДК 531.8+62-50
format	Article
author	Demydyuk, M. V.; Демидюк М. В.; Ін-т прикл. проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, Львів Lytvyn, B. A.; Литвин Б. А.; Ін-т прикл. проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, Львів
author_facet	Demydyuk, M. V.; Демидюк М. В.; Ін-т прикл. проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, Львів Lytvyn, B. A.; Литвин Б. А.; Ін-т прикл. проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, Львів
author_sort	Demydyuk, M. V.; Демидюк М. В.; Ін-т прикл. проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, Львів
title	Математичне моделювання та відновлення ходи людини з електромеханічним екзоскелетом
title_short	Математичне моделювання та відновлення ходи людини з електромеханічним екзоскелетом
title_full	Математичне моделювання та відновлення ходи людини з електромеханічним екзоскелетом
title_fullStr	Математичне моделювання та відновлення ходи людини з електромеханічним екзоскелетом
title_full_unstemmed	Математичне моделювання та відновлення ходи людини з електромеханічним екзоскелетом
title_sort	математичне моделювання та відновлення ходи людини з електромеханічним екзоскелетом
title_alt	Mathematical modeling and human gait recovering with electromechanical exoskeleton
description	The mathematical model for dynamical analysis and recovering of the human gait by the electromechanical exoskeleton is built. Human locomotor apparatus is modeled by planar system of nine rigid bodies, and exoskeleton by pair of three-link hinge levers, connected to the lower extremities. The exoskeleton is controlled by electromechanical devices: the electrical power, which is supplied to the electric motor input, provides generating of the necessary torques in the system’s joints. Assuming, that the level of the muscle forces in the primary human legs joints (hip, knee and ankle) is small and not sufficient for performing locomotor functions, the problem for determining exoskeleton control, which provide for biotechnical system anthropomorphic movement is formulated. The algorithm for construction of approximate solution, based on a procedure of parameterization of generalized coordinates of the mechanical system by a set of cubic smoothing splines, conception of reverse dynamic problems and numerical methods of nonlinear programming is built. Cite as: M. V. Demydyuk, B. A. Lytvyn, “Mathematical modeling and human gait recovering with electromechanical exoskeleton,” Prykl. Probl. Mekh. Mat., Issue 17, 147–159 (2019) (in Ukrainian), https://doi.org/10.15407/apmm2019.17.147-159
publisher	Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics and Mathematics of NAS of Ukraine
publishDate	2019
url	http://journals.iapmm.lviv.ua/ojs/index.php/APMM/article/view/apmm2019.17.147-159
work_keys_str_mv	AT demydyukmvdemidûkmvíntpriklproblemmehaníkiímatematikiímâspídstrigačananukraínilʹvív mathematicalmodelingandhumangaitrecoveringwithelectromechanicalexoskeleton AT lytvynbalitvinbaíntpriklproblemmehaníkiímatematikiímâspídstrigačananukraínilʹvív mathematicalmodelingandhumangaitrecoveringwithelectromechanicalexoskeleton AT demydyukmvdemidûkmvíntpriklproblemmehaníkiímatematikiímâspídstrigačananukraínilʹvív matematičnemodelûvannâtavídnovlennâhodilûdinizelektromehaníčnimekzoskeletom AT lytvynbalitvinbaíntpriklproblemmehaníkiímatematikiímâspídstrigačananukraínilʹvív matematičnemodelûvannâtavídnovlennâhodilûdinizelektromehaníčnimekzoskeletom
first_indexed	2025-07-22T19:23:02Z
last_indexed	2025-07-22T19:23:02Z
_version_	1850411356794126336

Математичне моделювання та відновлення ходи людини з електромеханічним екзоскелетом

Institution

Similar Items