طراحی و ساخت مچ پای هوشمند فعال برای راه رفتن و دویدن از طریق بهینه سازی مصرف انرژی و توان

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 تامین توان خالصی ندارند و عملکردی متفاوت از عضو واقعی دارند بگذریم، بزرگترین چالش پیش­رو در پروتزهای فعال، تامین توان و انرژی موردنیاز به­منظور ایجاد رفتاری مشابه رفتار مچ­پای سالم است. تامین 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.

کلیدواژه ها:

Disabled People ، Rehabilitation Robots ، Prosthetic Ankle-Foot ، Ankle Mechanical Model ، Optimization of Power and Energy ، افراد معلول ، ربات های توان بخش ، پروتز مچ پا ، مدل مکانیکی مچ پا ، بهینه سازی انرژی و توان