عملکرد سینماتیکی و دینامیکی مکانیزم زانوی مصنوعی شش‌میله‌ای

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول، کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

3 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

قطع عضو شدن از ناحیه پا، از دیرباز یکی از مشکلات انسان در طول تاریخ زندگی بشر بوده است. بنابراین طراحی درست و بهینه مکانیزم پای مصنوعی و بالاخص، پروتز زانوی مصنوعی پایدارتر، شکیلتر و کم‌مصرف‌تر از نقطه نظر گشتاور اعمالی به سیستم، برای این دسته معلولان می‌تواند بسیار مفید واقع شود. در این مطالعه انواع مکانیزمهای زانوی شش‌میله‌ای از دیدگاه سینماتیکی و دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته و بهبود و تضعیف عملکردشان با هم مقایسه می‌شوند، و مکانیزم زانویی که بهترین عملکرد سینماتیکی و دینامیکی را همزمان ارائه می‌دهد به عنوان مکانیزم زانوی بهینه انتخاب می‌شود.

کلیدواژه‌ها


[1] Radcliffe, C.W., and Deg, M., "Biomechanics of Knee Stability Control with Four-bar Prosthetic Knees", ISPO Australia Annual Meeting  Melbourne, November, (2003).

 

[2]  Radcliffe, C., "Four-bar Linkage Prosthetic Knee Mechanisms: Kinematics, Alignment and Prescription Criteria", Prosthetics and Orthotics International,.Vol. 18, No. 3, pp. 159-173, (1994).

 

[3]  Öberg, K., "Knee Mechanisms for Through-knee Prostheses", Prosthetics and Orthotics International, Vol. 7, No. 1, pp. 107-112, (1983).

 

[4]  Srinivasan, S., and Reddy, V.V., "Design and Analysis of a Knee Mechanism for Knee-ankle-foot Orthosis".

 

[5]   Torfason, L., and Hobson, D., "Computer Optimization of Polycentric Prosthetic Knee Mechanisms", Bulletin of Prosthetics Research, Vol. 10, pp. 187-201, (1975).

 

[6]   Gong, S., Yang, P., and Song. L., "Development of an Intelligent Prosthetic Knee Control System", in Electrical and Control Engineering (ICECE), International Conference on Wuhan, (2010).

 

[7]   Kim, K.J., Wu, C.D., Wang, F., and Wen, S.G., "The Research of the Four-Bar Bionic Active Knee", Advanced Materials Research, Vol. 308, pp. 1988-1991, (2011).

 

[8]   Hamon, A., and Aoustin, Y., "Cross Four-bar Linkage for the Knees of a Planar Bipedal Robot", in Humanoid Robots (Humanoids), International Conference on Nashwille,TN, (2010).

 

[9]   Farhat, N., Mata, V., Rosa, D., and Fayos, J., "A Procedure for Estimating the Relevant Forces in the Human Knee using a Four-bar Mechanism", Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, Vol. 13, pp. 577-587, (2010).

 

[10] Van Oort, G., Carloni, R., Borjerink, D.J., and Stramijioli, S., "An Energy Efficient Knee Locking Mechanism for a Dynamically Walking Robot", in Robotics and Automation (ICRA), IEEE International Conference, Shanghi, (2011).

 

[11] Chakraborty, J., and Patil, K.,"A New Modular Six-bar Linkage Trans-Femoral Prosthesis for Walking and Squatting", Prosthetics and Orthotics International, Vol. 18, No. 2, pp. 98-108, (1994).

 

[12] Jin, D.,Zhang, R., and Dimo, H., "Kinematic and Dynamic Performance of Prosthetic Knee Joint using Six-bar Mechanism", Journal of Rehabilitation Research and Development, Vol. 40, pp. 39-48, (2003).

 

[13] Font-Liagunes, J.M., Pamies-Vila, R., Alonso, J., and Lugris, U., "Simulation and Design of an Active Orthosis for an Incomplete Spinal Cord Injured Subject", Procedia IUTAM, Vol. 2, pp. 68-81, (2011).

 

[14] Low, K., "Subject-oriented Overground Walking Pattern Generation on a Rehabilitation Robot Based on Foot and Pelvic Trajectories", Procedia IUTAM,.Vol. 2, pp. 109-127, (2011).

 

[15] Vaughan, Ch. L., Davis, B.L., and O”Connor, J.C., "Dynamics of Human Gait", Second Edition ed, South Africa, Mills Litho, Cape Town, (1999).