人體的踝關節可以幫助保持平衡、吸收沖擊、為步態提供推進力，在人類步態循環中起到至關重要的作用。但是中風、肌肉萎縮癥或其他神經損傷的患者通常會由于跖背肌無力而出現運動障礙。

踝關節矯形器（ankle–foot orthosis，AFO）是一種用于矯正患者腳踝不正的穿戴式醫療設備。合肥工業大學的研究人員開發了一種用于踝關節康復的踝關節矯形器外骨骼，由電機串聯柔性驅動器為踝關節背屈和跖屈方向提供助力。該外骨骼由串聯彈性驅動器（SEA）驅動，帶有磁流變制動器（MR），在能量收集模式下工作，SEA的電機可以產生電能，在踝關節康復階段提供電能。

為了對開發的踝足矯形器機器人進行性能評估，以5名健康受試者為實驗對象進行行走實驗。共進行四組條件下的實驗：

1）不佩戴AFO

2）佩戴AFO但不啟動

3）佩戴并啟動AFO，但不使用磁流變制動器

4）佩戴并啟動AFO，使用磁流變制動器

在第一組實驗中，受試者以正常步態行走，運動中不佩戴AFO，為了準確獲取過程中踝關節的運動數據，在受試者的下肢粘貼反光標識點，利用場地中布置的NOKOV度量光學動作捕捉系統進行采集。第二、三、四組實驗佩戴AFO，利用AFO的傳感器獲取數據。

實驗結果如圖所示，實驗結果表明，踝關節矯形器外骨骼可以在受控跖屈(CD)階段制動穿戴者的腳踝跖屈并收集能量，在耗能跖屈(PP)階段為穿戴者身體向前推進提供跖屈扭矩，并在擺動階段保持趾步間隙。該外骨骼可以有效為踝關節背屈和跖屈方向提供助力.

實驗結果：(a) CD階段的平均踝關節角速度，(b) CD 階段的平均功率，(c) PP 階段的平均踝角位移，(d) 擺動階段的平均踝角

參考文獻：Chen B, Zi B, Wang Z, et al. Development of Robotic Ankle–Foot Orthosis With Series Elastic Actuator and Magneto-Rheological Brake[J]. Journal of Mechanisms and Robotics, 2021, 13(1).