Математичне моделювання ходи людини з екзоскелетоном

Анотація

Побудовано математичну модель ходи лю­дини з екзоскелетоном. Для моде­лю­ван­ня вико­ристано плоску систему дев’яти твердих тіл, які представ­ляють кор­пус люди­ни та основні сегменти нижніх кінцівок. Екзоскелетон змоде­льовано двома стриж­невими триланковиками, закріпленими на стег­нах, гомілках та стопах. Стрижні зв’язані між собою циліндричними шарні­рами з пружинними пристро­ями. Сфор­му­льо­вано за­дачу визначення таких параметрів пружин екзоскелетона, які за зада­них кі­не­­матич­них і дина­мічних об­межен­ь біотехнічної системи “людина–екзоскелетон” міні­мі­зують заданий ці­льо­вий функціонал (квадратич­ний за моментами м’я­зових зусиль у суглобах ніг людини). Розроб­лено мето­ди­ку побу­до­ви наближеного розв’язку сфор­мульо­ваної задачі, яка ґрун­ту­ється на про­це­ду­рі пара­мет­ри­зації уза­галь­не­них коор­ди­нат системи кубічними згладжувальними сплай­нами, кон­цеп­ції обер­не­них задач динаміки та числових мето­дах нелі­нійного мате­ма­тичного програ­му­ван­ня.