طراحی بهینه یک نمونه اورتز زانو ی نیمه فعال مجهز به عملگر سری الاستیک و بررسی تجربی عملکرد آن

ابتلا به برخی بیماری ها، موجب ضعف عضلات مرتبط با زانو و همچنین در مواردی اختلال در عملکرد غضروف های مربوطه و عوارضی از این دست می شود که پی آمد آن عدم تحمل گشتاورهای بالا در مفصل زانو می باشد. در این صورت شخص در انجام برخی از حرکات روزانه خود ناتوان می شود و برای آن نیازمند ابزارهای کمکی می باشد که آن را اورتز 2 می نامند. با بررسی روند توسعه اورتزهای پایین تنه در دهههای اخیر مشاهده میشود که این ابزارها از یک مکانیزم منفعل صرفا مکانیکی به سمت سازه های موتوریزه با امکان کنترل عددی تبدیل شدهاند. در طراحی اورتزهای جدید، با بهرهگیریاز تجهیزات الکترونیکی و سیستمهای کنترل پیچیده، سعی در بهبود وضعیت حرکت فرد در هر سیکل حرکتی تعریف شده را دارند. در این پژوهش، طرحی بهینه از یک اورتز زانو با کنترل فعال در یک درجه آزادی ارائه شده است که درآن انرژی لازم برای عملکرد مکانیزم توسط یک عملگر الکترومکانیکی سری شده با یک عامل الاستیک تامین می گردد. با بهرهگیری از المانهای فنری، مقداری از توان حرکتی تولید شده توسط موتور را در مقاطعی از یک سیکل حرکتی فرد استفاده کننده، ذخیره می گردد و در مواقع دیگر، با آزادسازی آن، توان بالفعل موتور را افزایش می یابد. بر مبنای طرح نامبرده یکنمونه اورتز زانو ساخته شده است و عملکرد آن در شرایط کاری تعریف شده در سیکل قدم زدن مورد آزمایش قرار گرفته شده است. نتایج حاصل از اندازه گیری پارامترهای موثر اورتز مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. درنهایت، ضمن جمع بندی از دستاوردهای این طرح، پیشنهاداتی برای ادامه آن ارائه گردیده است.

کلیدواژه ها:

اورتز زانو ، عملگر سری الاستیک ، توان بخشی ، سیکل قدم زدن ، کنترل فعال