مدلسازی دینامیکی بار وارد بر مفاصل ران و مچ پا، هنگام کار با سمپاش پشتی موتوری
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
2 استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران.
3 دانشیار و عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
4 گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران
doi
10.22067/jam.2023.82788.1171چکیده
هدف اصلی این مقاله توسعه یک مدل دینامیک هفت لینکی از بدن اپراتور در هنگام کار با سمپاش کولهپشتی موتوری است. این مدل شامل مختصات سمپاش نسبت به بدن، اینرسی چرخشی سمپاش، گشتاور ماهیچهای وارد بر روی مفاصل و یک کوپلینگ سینماتیکی است که تعادل بدن را بین دو پا حفظ میکند. توابع قید تعیین شدند و معادلات دیفرانسیل غیرخطی حرکت توسط معادلات لاگرانژ استخراج گردیدند. نتایج نشان میدهد که در ابتدا و انتهای مرحله شناوری، تغییرات نامطلوب نیروی مفصل مچ پا قابلتوجه است. بنابراین، آسیب مچ پا به دلیل قرار گرفتن در معرض ارتعاش احتمال بیشتری دارد. سپس اثرات دور موتور و جرم سمپاش بر نیروهای مفصل ران و مچ پا بررسی شد. نتایج نشان داد که دور موتور و جرم سمپاش اثرات قابلتوجهی بر نیروهای مفصل ران و مچ پا دارد و میتواند بهعنوان پارامترهای کنترلی موثر مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، نتایج آنالیز نشان میدهد که با افزایش دور موتور، فرکانس نیروی مفصل ران افزایش مییابد. با این حال، اثرات قابلتوجهی بر فرکانس نیروی مفصل مچ پا مشاهده نشده است. نتایج بهدستآمده از این تحقیق میتواند راهکارهایی را به محققان در برآورد ساعات کار مجاز با سمپاشهای کولهپشتی موتوری، طراحی پروتز و محاسبات نیرویی ایمپلنتهای ران در آینده ارائه دهد.
