مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی یک اُرتز لگنی غیرفعال نوین جهت توانبخشی راه رفتن با بهره گیری از مدل دینامیکی سه بعدی

نویسندگان
1 دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان
2 عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان
3 عضو هیأت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه دلاور
چکیده
در این مقاله، طراحی یک اُرتز غیرفعال نوین توانبخشی راه‌رفتن را جهت بازتوانی افرادی که توانایی راه‌رفتن خود را به دلیل آسیب‌های دستگاه عصبی مانند آسیب ستون فقرات و یا عارضه سکته از دست داده‌اند، پیشنهاد نموده‌ایم. همانطور که می‌دانیم، حرکت‌های لگن نقش مهمی در تعادل و پیش‌راندن ضمن راه‌رفتن در طی یک سیکل گامی ایفا می‌کند. در این تحقیق، ما یک اُرتز غیرفعال جهت کمک به حرکت لگن بیماران ناتوان در راه‌رفتن با هدف بازیابی الگوی راه‌رفتن آنها، ارائه و شبیه‌سازی نموده‌ایم. این اُرتز لگنی بهینه‌شده فاقد عملگر بوده و صرفاً دارای المانهای انفعالی می‌باشد. شبیه‌سازی انجام‌شده بر اساس ارائه یک مدل مناسب دینامیکی سه‌بعدی از بدن انسان با تمرکز بر حرکت اعضای پایین‌تنه در حین راه‌رفتن بر تردمیل می‌باشد. همچنین پارامترهای ساختاری اُرتز، در طی حل مسأله بهینه‌سازی تعریف‌شده بر اساس مدل دینامیکی مربوطه، استخراج گردیده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که مسیر زمانی بهینه شده دوران‌های لگن به نمودارهای مطلوب متناظر نزدیک بوده و وسیله بهینۀ غیرفعال قادر است که حرکت مطلوب لگن را بدون کوششی از طرف بیمار تأمین نماید.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Design of A Novel Passive Pelvic Orthosis for Gait Rehabilitation Using 3D Dynamic Model

نویسندگان English

Ali Mokhtarian 1
Abbas Fattah 2
Sunil Agrawal 3
3 Faculty member of university of Delaware
چکیده English

In this paper, we propose the design of a novel gait rehabilitation passive orthosis to training the people who lost their walking ability due to neurological injuries, such as spinal cord injury and stroke. As known, the movements of pelvis play an important role in balance and propulsion during a gait cycle. In this research, we present and simulate a passive orthosis to assist the motion of pelvis of gait patients for regaining their initial walking pattern. This optimized pelvic device is un-motorized and contains only passive elements. The accomplished simulation is based on presentation of a proper 3D dynamic model of human body by focusing on motions of lower legs during gait on treadmill. Also, structural parameters of orthosis are derived during solution of optimization problem defined on related dynamic model. The simulation results show optimized time trajectories of pelvic rotations are close to corresponding desired diagrams and optimum passive device can create the desired motion of pelvis without any effort from subject.

کلیدواژه‌ها English

Pelvis
Passive orthosis
Optimization