طراحی و ساخت ربات توان بخشی زانو برای بهبود دامنه حرکتی و قدرت در ورزشکاران آسیب دیده

مفصل زانو، به عنوان بزرگترین و پیچیده ترین مفصل سینوویال بدن، نقش حیاتی در تحمل وزن و حرکات بدن ایفا می کند. این مفصل به دلیل دامنه حرکتی وسیع خود، به آسیب پذیری بالایی دچار است و آسیب دیدگی آن می تواند به محدودیت های حرکتی، ناتوانی قابل توجه و کاهش کیفیت زندگی فرد منجر شود. درمان با استفاده از ربات ها توجه زیادی به تمرینات توان بخشی مفصل زانو جلب کرده و امکانات گسترده ای را برای تطابق عملکردی حرکات زانو در ورزشکاران آسیب دیده فراهم می کند. در این پژوهش، با تمرکز بر مفصل زانو، ساختار اسکلتی-عضلانی و دینامیک این مفصل با استفاده از مدل سازی ریاضی و شبیه سازی بررسی شده است. هدف از این مطالعه، شناسایی نیرو، گشتاور و نیروی واکنش در مفصل تیبیوفمورال (محل اتصال استخوان ساق پا به استخوان ران) برای طراحی و ساخت دستگاه توان بخشی است که آسیب های وارده بر زانو را کاهش داده و برای ورزشکاران با وزن ها و قدهای متفاوت مناسب باشد. در طراحی این دستگاه ورزشی، تمرکز بر کاهش اثرات منفی ناشی از نیروهای متغیر بر عضلات زانو، به خصوص در زوایایی که نیرو به حداکثر خود می رسد، اهمیت بالایی دارد. هدف نهایی کاهش احتمال آسیب دیدگی در این ناحیه است. علاوه بر این، دستگاه باید به گونه ای طراحی شود که برای ورزشکاران با قد و وزن های مختلف قابل استفاده باشد. این امر با اعمال تنظیمات استاندارد بر اساس مقدار نیروی واقعی که به زانو وارد می شود، امکان پذیر خواهد بود. در نهایت، از الگوریتم ژنتیک به عنوان روشی برای بهینه سازی طول لینک ها و محل قرارگیری آن ها در مکانیزم استفاده شده است.

کلیدواژه ها:

کلمات کلیدی: الگوریتم ژنتیک ، توانبخشی ، سینماتیک ، ربات ، مفصل زانو