طراحی و ساخت مچپای هوشمند فعال برای راه رفتن و دویدن از طریق بهینهسازی مصرف انرژی و توان
نویسندگان
1 دانشگاه تهران
2 دانشگاه تهران
3 دانشگاه تهران
4 دانشگاه تهران
5 دانشگاه تهران
doi
چکیده
حرکت مچپای انسان نتیجه تعامل پیچیده بین عصب و ماهیچهها است. به منظور ایجاد عملکردی مشابه عملکرد عضو واقعی، پروتزهای مچپای زیادی(غیرفعال، نیمهفعال، فعال) طراحی شدهاند. اگر از پروتزهای غیرفعال و نیمه فعال که تأمین توان خالصی ندارند و عملکردی متفاوت از عضو واقعی دارند بگذریم، بزرگترین چالش پیشرو در پروتزهای فعال، تأمین توان و انرژی موردنیاز بهمنظور ایجاد رفتاری مشابه رفتار مچپای سالم است. تأمین مستقیم این توان و انرژی، نیاز به محرک با گشتاور و توان بالا دارد که باعث افزایش شدید وزن و اندازه پروتز میشود. در این مقاله به منظور کاهش این انرژی و توان مورد نیاز، از طراحی جدید و متفاوتی به صورت ترکیب محرک غیر فعال (فنر) و محرک فعال (موتور) استفاده می شود که وزن موتور موردنیاز را بهشدت کاهش میدهد و علاوه بر مد راهرفتن قادر به پشتیبانی از مد دویدن تا سرعت ۲.۵ متر بر ثانیه نیز است. مرحله اول این مقاله شامل مدلسازی مکانیکی مچپا و بررسی کارایی و مصرف توان و انرژی در تمامی مدلهای ارائه شده میباشد.