پروتز زانو-قوزک با قوزک فعال و انتقال انرژی: توسعه آلفا-پروتز CYBERLEG
چکیده
این مقاله در مورد ساخت یک طرح اولیه از آلفا-پروتزهای سایبرلگ است، یک پروتز انتقالی جدید حاوی یک عملگر قوزک با سختی متغیر بر اساس معماری MACCEPA است، یک زانوی غیرفعال با دو مکانیسم قفل شدن و یک مکانیسم تبدیل انرژی که کار منفی را از زانو برداشته و به قوزک منتقل می‌کند تا به فشار کمک شود. آلفا-پروتز سایبرلگ بخشی از پروژه‌ی سایبرلگ‌های FP7-ICT است که یک سیستم پروتزی را بمنظور جایگزینی یک اندام از دست رفته به موازات اسکلت خارجی ترکیب می‌کند تا برای کنترل هر دو سیستم به پای سالم و آرایه‌ی حسی کمک کند. پروتز برای تولید سطح طبیعی قدم زدن بر روی زمین فعالیت می‌کند که گشتاورهای مشترک و سینماتیک یک فرد غیرمعمول را تخمین زده و در عین حال اتصالات سازگار را حفظ می‌کند که پتانسیل کاهش زیان‌های تحریکی و در نتیجه کاهش مصرف انرژی کاربر نهایی را دارد. این نمونه‌ی اولیه شامل یک زانوی غیرفعال و یک قوزک فعال است که از نظر انرژتیک با یکدگیر جفت شده‌اند تا مصرف کل انرژی دستگاه را کاهش دهند. در اینجا ما شبیه‌سازی‌های سیستم عملگر قوزک و رفتار غیرفعال ماژول زانو را با یا بدون تاثیرات تبدیل انرژی، طراحی مکانیکی پروتز و نتایج تجربی حاصل از بررسی دستگاه فیزیکی توسط افراد معلول را ارائه داده‌ایم.
نکات مهم
• ما با انتقال انرژی از زانو به قوزک، یک پروتز جدید زانو- قوزک طراحی کردیم.
• قوزک بر اساس ساختار MACCEPA، یک عملگر با سفتی متغیر است.
• پروتز تلاش می کند امکان راه رفتن طبیعی در سطح زمین را فراهم کند.
• رفتار مفصل قوزک و مکانیسم های قفل شدن مورد بررسی قرار گرفته است.
• مکانیسم انتقال انرژی، گشتاور پیک در مفصل قوزک را کاهش می دهد.
Abstract
This paper presents the development of the CYBERLEGs Alpha-Prototype prosthesis, a new transfemoral prosthesis incorporating a new variable stiffness ankle actuator based on the MACCEPA architecture, a passive knee with two locking mechanisms, and an energy transfer mechanism that harvests negative work from the knee and delivers it to the ankle to assist pushoff. The CYBERLEGs Alpha-Prosthesis is part of the CYBERLEGs FP7-ICT project, which combines a prosthesis system to replace a lost limb in parallel with an exoskeleton to assist the sound leg, and sensory array to control both systems. The prosthesis attempts to produce a natural level ground walking gait that approximates the joint torques and kinematics of a non-amputee while maintaining compliant joints, which has the potential to decrease impulsive losses, and ultimately reduce the end user energy consumption. This first prototype consists of a passive knee and an active ankle which are energetically coupled to reduce the total power consumption of the device. Here we present simulations of the actuation system of the ankle and the passive behavior of the knee module with and without the energy transfer effects, the mechanical design of the prosthesis, and empirical results from testing of the physical device with amputee subjects.
Highlights
• We designed a new Knee–Ankle Prosthesis with energy transfer from knee to ankle.
• The ankle is a variable stiffness actuator based on the MACCEPA architecture.
• The prosthesis attempts to produce a natural level-ground gait.
• The behavior of the ankle joint and locking mechanisms is investigated.
• The energy transfer mechanism reduces the peak torque at the ankle joint.
چکیده
نکات مهم
1. مقدمه
2. فرضیه عملیات
1. 2. قوزک
2. 2. زانو
3. مواد و روش‌ها
1. 3. قوزک
2. 3. زانو
3. 3. حسگرها و سیستم کنترل
4. آزمایشات
1. 4. آزمون‌های جایگاه قوزک
2. 4. آزمون‌های راه رفتن
3. 4. راه رفتن با انتقال انرژی
5. بحث
1. 5. قوزک و زانو
2. 5. انرژی انتقال یافته
3. 5. دستاوردها
6. نتیجه‌گیری
ضمیمه
Highlights
Abstract
1. Introduction
2. Theory of operation
3. Materials and methods
4. Experiments
5. Discussion
6. Conclusions
Acknowledgments
Appendix
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه