双棘轮自供电角度传感器

识膝动 辨步态 自供电

利用步行负功自供电，无需额外代谢能，精准实时捕捉膝关节运动信息。

Chao, Liu · Rui, Gu · Yang, Jiahong · Lin, Luo · Mingxia, Chen · Xiong, Yao · Huo, Ziwei · Liu, Yang · Keteng, Zhang · Jie, Gong · Liang, Wei · Lei, Yanqiang · 王中林 · Sun Q.

Advanced Functional Materials 2024

具体参数

运动识别率

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技术优势

不耗能反获能

系统利用行走时膝关节制动产生的负功发电，无需人体额外提供代谢能。

裸成本低

采用3D打印制造，材料易得、组装简单，兼顾经济性与便携性。

应用场景

• 可穿戴康复监测：实时捕捉膝关节角度，免去外接电源，可在家中持续进行康复评估。
• 外骨骼关节感知：替代电位计、IMU，利用自身行走发电，减少外骨骼线路和电池负重。
• 人形机器人关节编码：直接输出角度脉冲，结构简单、可3D打印，便于在机器人关节内集成。
• 数字孪生体感输入：实时将膝关节角度映射至数字孪生模型，驱动虚拟场景中的人物自然运动。
• 步态分析智能鞋垫：感知步态周期中的膝关节角度变化，取代足底压力垫，提取步态不对称参数。