مدل‌سازی سینماتیکی و طراحی بهینه‌ی یک مکانیزم توانبخشی حرکت پای افراد ناتوان

Authors

  • علی مختاریان هیأت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی خمینی شهر
  • فائزه جهانشاه فارغ التحصیل کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک از دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی شهر
Abstract:

امروزه با پیشرفت علم مهندسی در زمینه‌ی پزشکی، استفاده از سیستم‌های توانبخشی رباتیکی جهت درمان ناتوانی حرکتی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌است. طراحی و ساخت این دستگاه‌ها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. یکی از مهم‌ترین وسایل توانبخشی مورد استفاده سیستم‌های کمک‌حرکتی پا هستند که از جمله مسائل مهم در راستای طراحی و ساخت این سیستم‌ها حرکت دادن پا بر اساس الگوی صحیح راه رفتن می‌باشد. در این مقاله طراحی یک دستگاه فعال یک درجه آزادی جهت توانبخشی پای افراد ناتوان ارائه شده‌است. مدل پیشنهادی مبتنی بر ساختار یک مکانیزم چهارمیله‌ای است که پارامترهای طراحی و ساخت آن با بکارگیری الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک به گونه‌ای انتخاب می‌شوند که حرکت پا کمترین اختلاف را با الگوی راه رفتن دارا باشد. پس از استخراج معادلات سینماتیکی حلقه بسته‌ی سیستم و حل آن‌ها، بهینه‌سازی با تمرکز بر روی هر یک از مفاصل ران و زانو به ‌طور جداگانه با تغییر مناسب ضرایب وزنی تابع هدف (W1 و W2) به انجام رسیده‌است. با توجه به تابع هدف بهینه‌سازی تعریف شده، با افزایش W1 نسبت به W2 قابلیت سیستم در نزدیک نمودن زاویه‌ی مفصل ران به تابع زمانی مطلوب و با افزایش W2 نسبت به W1 توانایی دستگاه در نزدیک کردن زاویه‌ی مفصل زانو به تابع زمانی متناظر افزایش می‌یابد. نتایج بدست‌آمده گویای توانایی دستگاه در توانمندسازی حرکت پای افراد ناتوان در جهت بازتوانی حرکت مطلوب راه رفتن برای آنهاست.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

طراحی بهینه، مدلسازی و ساخت یک ارتز فعال خارجی جهت تونبخشی اندام تحتانی افراد ناتوان

امروزه با پیشرفت علوم مهندسی در زمینه‌ی پزشکی، استفاده از سیستم‌های توانبخشی رباتیکی جهت درمان ناتوانی حرکتی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. برخی از سیستم‌های رباتیکی برای احیای مکانیک و اصلاح الگوی حرکتی افراد ناتوان از جمله مبتلایان به سکته‌ی مغزی به‌کار گرفته شده‌اند و نتایج امیدوارکننده‌ای از آنها حاصل شده است. محور اصلی این تحقیق نیز، کمک به تأمین استقلال حرکتی این بیماران بوده تا ضمن حذف ...

full text

طراحی و تحلیل مکانیزم یک روبات پوشیدنی برای توانبخشی حرکت فک و مفاصل گیجگاهی فکی

در علم پزشکی، توانبخشی به مجموعه فعالیت هایی اطلاق می شود که توسط یک متخصص برای بازگرداندن شرایط جسمی، عصبی، روحی و اجتماعی بیمار به حالت طبیعی، انجام می شود. آمارها حاکی از افزایش روز افزون تعداد بیماران مبتلا به اختلالات حرکتی است. انجام تمرین های فیزیوتراپی بر روی بیماران، فرآیندی زمان بر و پرهزینه بوده که نیاز به نیروی متخصص در این زمینه دارد. لذا در سال های اخیر، توجه پژوهشگران به توسعه ی ...

طراحی مکانیزم وجین کن مکانیکی (بخش دوم: تحلیل سینماتیکی و دینامیکی)

در این تحقیق، تغییرات سرعت زاویه ای، شتاب زاویه ای، جرک زاویه ای، نیروهای وارد بر اعضا و تغییرات گشتاور ورودی مورد نیاز برای یک مکانیزم چهار میله ای بررسی شد. برای حل معادلات حاصل و ترسیم نمودارها یک برنامه انعطاف پذیر به کمک نرم افزار Matlab تهیه شد که توانایی محاسبه و ترسیم سرعت، شتاب، جرک، نیروهای وارد بر هر نقطه از مکانیزم و مقدار گشتاور ورودی موردنیاز را دارا می باشد. نتایج نشان داد که رون...

full text

بهینه‌سازی سینماتیکی و دینامیکی مکانیزم چهارمیله‌یی صفحه‌ی دارای لقی مفصل

در این نوشتار الگوریتم جدیدی برای بهینه‌سازی سینماتیکی و دینامیکی مکانیزم چهارمیله‌یی صفحه‌یی که دارای مفصل لق است، ارائه می‌شود. بدیهی است که در صورت وجود لقی در یک مفصل، یک درجه آزادی غیرقابل کنترل به مکانیزم افزوده می‌شود. این امر می‌تواند منبع ایجاد خطا در پیمایش مسیر مطلوب و تولید ارتعاش و صدا در طول حرکت شود. با فرض تماس دائم بین دو عضو مفصل، لقی را می‌توان به‌صورت یک عضو مجازی بدون جرم د...

full text

عملکرد سینماتیکی و دینامیکی مکانیزم زانوی مصنوعی شش‌میله‌ای

قطع عضو شدن از ناحیه پا، از دیرباز یکی از مشکلات انسان در طول تاریخ زندگی بشر بوده است. بنابراین طراحی درست و بهینه مکانیزم پای مصنوعی و بالاخص، پروتز زانوی مصنوعی پایدارتر، شکیلتر و کم‌مصرف‌تر از نقطه نظر گشتاور اعمالی به سیستم، برای این دسته معلولان می‌تواند بسیار مفید واقع شود. در این مطالعه انواع مکانیزمهای زانوی شش‌میله‌ای از دیدگاه سینماتیکی و دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته و بهبود و تضعی...

full text

طراحی و تحلیل یک مکانیزم یک درجه آزادی برای پای ربات قورباغه ای و شبیه سازی شنا-کردن بر اساس حرکت طبیعی قورباغه

مطالعه بر روی مکانیزم حرکتی جانوران همواره از فعالیت های مهم در تحقیقات علمی بوده است. در دهه های اخیر مطالعه بر روی حرکت قورباغه ها در شنا کردن و پریدن و شبیه سازی این حرکات افزایش یافته است. در کار پیش رو با الگوبرداری نحوه ی عملکرد عضلات و مطالعه ی آناتومی پای قورباغه مکانیزمی طراحی شده است که حرکت طبیعی پای قورباغه را تنها با یک عملگر شبیه سازی می کند. با ارائه روش هندسی در طراحی مکانیزم، ح...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 9  issue 2

pages  14- 19

publication date 2018-08-06

By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023