Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Docierarki i przyrządy do docierania powierzchni płaskich

Barylski Adam

Inżynieria Materiałowa

|

2026

|

Vol. 47, nr 3

6--13

PL

Przedstawiono przegląd modeli docierarek jednotarczowych do docierania elementów o niewielkich wymiarach, produkcji czołowych firm. Przeanalizowano kinematykę docierania jednotarczowego i występujące układy wykonawcze docierarek. Omówiono przyrządy do docierania niewielkich elementów płasko-równoległych, ich kinematykę obiegową i sposób obsługi.

EN

A review, with 15 refs., of models of single-disc lapping machines from leading manufacturers for lapping small-sized components. The kinematics of single-disc lapping and the machine’s actuators were analyzed. Devices for lapping small, flat-parallel components, their circulation kinematics, and operating procedures were discussed.

2

Projekt sportowego pistoletu maszynowego MPM 9 „Bohr”. Część IV – Wykonanie i badania makiety funkcjonalnej

Hryniewicz Michał, Magier Mariusz

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2025

|

R. 54, z. 172

99--110

PL

Celem niniejszej pracy było zaprojektowanie sportowego pistoletu maszynowego na podstawie przeglądu obecnych rozwiązań konstrukcyjnych wykorzystywanych w tego typu broni oraz stworzenie wstępnych założeń technicznych. W zakres pracy wchodził wybór naboju zasilającego pistolet maszynowy, dobór długości lufy, obliczenie średnicy zewnętrznej lufy, dobór masy zamka i sprężyny powrotnej oraz obliczenia kinematyki zamka, wykonanie modelu funkcjonalnego z wykorzystaniem techniki addytywnej, sprawdzenie poprawności działania mechanizmów broni oraz wskazanie możliwych usprawnień konstrukcyjnych. W części IV zaprezentowano wstępne badania użytkowe makiety funkcjonalnej pistoletu maszynowego MPM 9 „Bohr”, wykonanej w technologii addytywnej.

EN

The aim of this work was to design a sports submachine gun based on a review of current design solutions used in this type of weapon and to create preliminary technical assumptions. The scope of work included selection of a cartridge for the submachine gun, and selection of the barrel length, and calculation of the outer diameter of the barrel, and selection of the mass of the bolt and return spring, as well as calculation of the bolt kinematics, and preparation of a functional model using the additive technique to examine the correct operation of weapon's mechanisms, and indicate possible design improvements. Part IV presents preliminary operational tests of a functional mock-up of MPM 9 "Bohr” submachine gun, made in additive technology.

3

Calibration by diffeomorphisms of robot manipulator kinematics: a novel approach

Orozco Roberto, Ratajczak Adam

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2025

|

Vol. 73, nr 2

art. no. e153230

EN

Our paper presents a nonparametric data-driven technique that can enhance the accuracy of robot kinematics models by reducing geometric and nongeometric inaccuracies. We propose this approach based on the theory of singular maps and the Large Dense Diffeomorphic Metric Mapping (LDDMM) framework, which has been developed in the field of Computational Anatomy. This framework can be thought of as a method for identifying nonlinear static models that encode a priori knowledge as a nominal model that we deform using diffeomorphisms. To tackle the kinematic calibration problem, we implement Calibration by Diffeomorphisms and obtain a solution using an image registration formalism. We evaluate our approach via simulations on double pendulum robot models, which account for both geometric and nongeometric discrepancies. The simulations demonstrate an improvement in the precision of the kinematics results for both types of inaccuracies. Additionally, we discuss the potential application of physical experiments. Our approach provides a fresh perspective on robot kinematics calibration using Calibration by Diffeomorphisms, and it has the potential to address inaccuracies caused by unknown or difficult-to-model phenomena.

4

Projekt sportowego pistoletu maszynowego MPM 9 „Bohr”. Część I –przegląd istniejących konstrukcji, wstępne założenia techniczne

Hryniewicz Michał, Magier Mariusz

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2024

|

R. 53, z. 169

47--62

PL

Celem niniejszej pracy było zaprojektowanie sportowego pistoletu maszynowego na podstawie przeglądu obecnych rozwiązań konstrukcyjnych wykorzystywanych w tego typu broni oraz stworzenie wstępnych założeń technicznych. W zakres pracy wchodził wybór naboju zasilającego pistolet maszynowy, dobór długości lufy, obliczenie średnicy zewnętrznej lufy, dobór masy zamka i sprężyny powrotnej oraz obliczenia kinematyki zamka, wykonanie modelu funkcjonalnego z wykorzystaniem techniki addytywnej, sprawdzenie poprawności działania mechanizmów broni oraz wskazanie możliwych usprawnień konstrukcyjnych. W części I zawarto przegląd istniejących konstrukcji sportowych pistoletów maszynowych oraz sformułowano wstępne założenia techniczne do projektowania.

EN

The aim of this work was to design a sports submachine gun based on a review of current design solutions used in this type of weapon and to create preliminary technical assumptions. The scope of work included the selection of a cartridge for the submachine gun, the selection of the barrel length, the calculation of the outer diameter of the barrel, the selection of the mass of the bolt and the return spring as well as the calculation of the bolt kinematics, the creation of a functional model using the additive technique, checking the correct operation of the weapon's mechanisms and indicating possible design improvements.Part I contains an overview of existing designs of sports submachine guns and formulates preliminary technical assumptions for design.

5

Projekt sportowego pistoletu maszynowego MPM 9 „Bohr”. Część III – opis głównych zespołów

Hryniewicz Michał, Magier Mariusz

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2024

|

R. 53, z. 171

23--47

PL

Celem pracy było zaprojektowanie sportowego pistoletu maszynowego na podstawie przeglądu obecnych rozwiązań konstrukcyjnych wykorzystywanych w tego typu broni oraz stworzenie wstępnych założeń technicznych. W zakres pracy wchodził wybór naboju zasilającego pistolet maszynowy, dobór długości lufy, obliczenie średnicy zewnętrznej lufy, dobór masy zamka i sprężyny powrotnej oraz obliczenia kinematyki zamka, wykonanie modelu funkcjonalnego z wykorzystaniem techniki addytywnej, sprawdzenie po-prawności działania mechanizmów broni oraz wskazanie możliwych usprawnień konstrukcyjnych. W części III przedstawiono opis konstrukcyjny głównych zespołów pistoletu maszynowego MPM 9 „Bohr”.

EN

The aim of work was to design a sports submachine gun based on a review of current design solutions used in this type of weapon and to create preliminary technical assumptions. The scope of work included the selection of a cartridge for the submachine gun, the selection of the barrel length, the calculation of the outer diameter of the barrel, the selection of the mass of the bolt and the return spring, as well as the calculation of the bolt kinematics, the creation of a functional model using the additive technique, checking the correct operation of the weapon's mechanisms and indicating possible design improvements. Part III presents the construction description of the main components of the MPM 9 "Bohr" submachine gun.

6

Projekt sportowego pistoletu maszynowego MPM 9 „Bohr”. Część II - Podstawowe obliczenia konstrukcyjne

Hryniewicz Michał, Magier Mariusz

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2024

|

R. 53, z. 170

7--37

PL

Celem niniejszej pracy było zaprojektowanie sportowego pistoletu maszynowego na podstawie przeglądu obecnych rozwiązań konstrukcyjnych wykorzystywanych w tego typu broni oraz stworzenie wstępnych założeń technicznych. W zakres pracy wchodził wybór naboju zasilającego pistolet maszynowy, dobór długości lufy, obliczenie średnicy zewnętrznej lufy, dobór masy zamka i sprężyny powrotnej oraz obliczenia kinematyki zamka, wykonanie modelu funkcjonalnego z wykorzystaniem techniki addytywnej, sprawdzenie poprawności działania mechanizmów broni oraz wskazanie możliwych usprawnień konstrukcyjnych. W części II dokonano zaprezentowano podstawowe obliczenia konstrukcyjne pistoletu maszynowego MPM 9 „Bohr”.

EN

The aim of this work was to design a sports submachine gun based on a review of current design solutions used in this type of weapon and to create preliminary technical assumptions. The scope of work included the selection of a cartridge for the submachine gun, the selection of the barrel length, the calculation of the outer diameter of the barrel, the selection of the mass of the bolt and the return spring as well as the calculation of the bolt kinematics, and the preparation of a functional model using the additive technique, checking the correct operation of the weapon's mechanisms and indicating possible design improvements. Part II presented the basic design calculations of the MPM 9 "Bohr" submachine gun.

7

Analiza wytrzymałościowa luf konstrukcji wzmocnionej i niewzmocnionej stosowanych w broni strzeleckiej wybranych kalibrów. Część III - obliczenia wytrzymałościowe luf wzmocnionych

Dąbrowski Bartłomiej, Magier Mariusz, Sweklej Paweł

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2024

|

R. 53, z. 171

7--21

PL

Celem pracy była realizacja dwóch głównych zadań badawczych. Pierwszym było zaprojektowanie sześciu luf w trzech kalibrach: 5,56x45 NATO, 7,62x51 NATO oraz 12,7x99 NATO. Dla każdego kalibru zaprojektowano po dwie lufy: jedną niewzmocnioną oraz drugą o wzmocnioną płaszczem. Drugim zadaniem było wykonanie symulacji komputerowych wytrzymałości luf z wykorzystaniem metody elementów skończonych, na podstawie których porównano obliczenia wytrzymałościowe analityczne i numeryczne oraz sformułowano wnioski. Część III obejmuje obliczenia wytrzymałościowe luf wzmocnionych dla wszystkich badanych luf.

EN

The paper describes the leading of two main research tasks. The first one dealt with designs of six barrels for three calibers: 5.56x45 NATO, 7.62x51 NATO, and 12.7x99 NATO. Two barrels were designed for each calibre: one unreinforced and the second one reinforced by a coat. The second task dealt with a computer barrel strength simulation using the method of finite elements to compare the results of numerical and analytical strength calculations and draw the conclusions. Part III includes strength calculations of reinforced barrels for all tested barrels.

8

Kinematic synthesis of the Gough-Stewart platform in ADAMS and MATLAB

Sapietová Alžbeta, Dekýš Vladimír, Mikolaj Dušan, Sapieta Milan

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2024

|

Vol. 23, nr 3

86--96

EN

In this paper, the kinematic synthesis of a parallel Gough-Stewart platform mechanism is addressed in order to achieve the motion of the working part of the mechanism along a prescribed trajectory. A virtual prototype of this platform was created in the environment of the dynamics of systems bodies program ADAMS. In the process of cosimulation of MATLAB, MATLAB/Simulink and ADAMS, the input trajectories of actuator velocities necessary to achieve the desired motion of the effector point were identified. The trajectory was defined by parametric equations for the epitrochoid, hypocycloid, epicycloid and Archimedes spiral. The velocities of the actuators were derived by deriving the position vector of the distances between the base and platform points. The solution logic using the given software is presented by a block diagram.

9

Kinematic calibration of a lightweight manipulator for medical applications

Arent Krzysztof, Kurnicki Adam, Portasiak Piotr, Stańczyk Bartłomiej

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 6

art. no. e151381

EN

The paper presents a kinematics calibration procedure for a lightweight manipulator designed for medical applications. They comprise improving the dexterity of a dysfunctional arm of a handicapped patient in an electric wheelchair as well as supporting biopsies and surgeries. Consequently, there are several manipulator distinguishing features of the manipulator design that are relevant to kinematics calibration. In particular, these are: a small area in the workspace within which the end-effector operates, affordability for non-commercial users, a delicate, dexterous design. In this context we propose a specialized procedure that features a low cost calibration tool enabling the end-effector to reach the correct positions for data acquisition. The key parameters of the calibration tool were obtained by applying two techniques of numerical analysis, workspace clustering and arbitrary choice, and subsequent experimental verification. The procedure exploits classical results concerning the kinematics calibration and is empirically verified by comprehensive simulation and experimental studies.

10

Application of direct and inverse kinematics and dynamics in motion planning of manipulator links

Delyová Ingrid, Hroncová Darina, Frankovský Peter, Sivák Peter, Kostka Ján, Neumann Vojtech

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2023

|

Vol. 28, no. 3

53--64

EN

For the synthesis of manipulators and robots, an accurate analysis of the movements of the individual links is essential. This thesis deals with motion planning of the effector of a multi-linked manipulator. An important topic in this area is the orientation and position of links and kinematic pairs in space. In particular, attention should be paid to the position of their endpoint as well as other significant points. Trajectory planning allows the manipulator to perform complex tasks, such as picking and placing objects or following a particular path in space. Overall, trajectory planning of a multibody manipulator involves a combination of direct and inverse kinematics calculations, as well as control theory and optimization techniques. It is an important process enabling manipulators to perform complex tasks such as assembly, handling and inspection. In the design of robot kinematic structures, simulation programs are currently used for their kinematic and dynamic analysis. The proposed manipulator was first solved by inverse kinematics problem in Matlab. Subsequently, the trajectories of the end-effector were determined in Matlab by a direct kinematics problem. In Simulink, using the SimMechanics library, the inverse problem of dynamics was used to determine the trajectories of the moments.

11

Architecture of time: from motion picture to computer animation

Kwiatkowska Ada

Architectus

|

2023

|

Nr 4 (76)

117--126

EN

The architecture of the digital era, exploring the dimension of time, refers to the concept of so-called time-based art. Present computer technologies allow one to simulate the space-time transformation of architectural objects connected with observer’s movement and to create dynamic movable spatial structures by applying smart materials and technologies to architecture. The purposes of the research are to analyse the influence of the concept of time on the shaping of architectural forms and the directions of the development of architectural forms determined by technologies discovered during the industrial and information revolutions (film techniques, computer visualisations, simulations, and animations). Based on the structural analysis of dynamic mutual relations between the observer, the architectural object, and the context, connected with comparative and critical analysis of modern trends, different types of architecture of time are distinguished. These types are derivatives of the expression of time in three-dimensional space and assumptions related to the degree of changeability and dynamics of the spatial structures (kinaesthetic, kinematic, and kinetic forms), and depend on the expression tools used in the creation and simulation of the mutability of forms. Computer animation is not only a tool, but also a way of thinking about the architectural form as an object immersed in space-time, therefore it will influence the way of designing and contribute to the emergence of a new generation of forms in the near future. Time-based architecture of the information age will explore the idea of streaming architecture.

PL

Architektura ery cyfrowej, eksplorująca wymiar czasu, nawiązuje do koncepcji sztuki tzw. time-based art. Współczesne technologie komputerowe pozwalają na symulację zmienności form architektonicznych i ich percepcji w powiązaniu z ruchem obserwatora w przestrzeni oraz tworzenie dynamicznych struktur przestrzennych dzięki zastosowaniu inteligentnych materiałów i technologii w architekturze. Celem badań było określenie wpływu koncepcji czasu na kształtowanie form architektonicznych oraz kierunków rozwoju form architektonicznych wyznaczonych przez technologie odkryte podczas rewolucji przemysłowej i informacyjnej (techniki filmowe, wizualizacje komputerowe, symulacje, animacje). Na podstawie strukturalnej analizy dynamicznych relacji między obserwatorem, obiektem architektonicznym a kontekstem, oraz porównawczej i krytycznej analizy współczesnych trendów wyróżniono różne typy architektury czasu. Typy te są pochodnymi ekspresji czasu w trójwymiarowej przestrzeni oraz założeń związanych ze stopniem zmienności i dynamiki struktur przestrzennych (formy kinestetyczne, kinematyczne i kinetyczne) i zależą od narzędzi ekspresji użytych w tworzeniu i symulacji zmienności form. Animacja komputerowa jest nie tylko narzędziem, ale też sposobem myślenia o formie architektonicznej jako obiekcie zanurzonym w czasoprzestrzeni, dlatego będzie wpływać na sposób projektowania, a także przyczyni się do pojawienia się nowej generacji form w najbliższej przyszłości. Time-based architecture oparta na wymiarze czasu architektura epoki informacji będzie eksplorowała ideę architektury streamingu.

12

Rejestracja obrazów a kalibracja kinematyki manipulatorów

Orozco Roberto, Ratajczak Adam

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2022

|

z. 197, t. 1

21-30

PL

Referat podejmuje próbę zaadaptowania wariacyjnych metod rejestracji obrazów do kalibracji kinematyki robotów manipulacyjnych. Rozpatrzono możliwość wykorzystania dyfeomorficznego dopasowania punktów charakterystycznych (ang. Diffeomorphic Landmark Matching) jako narzędzia do obliczania przekształceń dla szczególnej metody kalibracji, mianowicie kalibracji przez dyfeomorfizmy. Sformułowano problem rejestracji obrazów oraz przedstawiono idee związane z kalibracją prze dyfeomorfizmy. Efektywność takiego podejścia została zweryfikowana badaniami symulacyjnymi dla modelu kinematyki podwójnego wahadła.

EN

The paper addresses an attempt to adapt variational methods of the image registration to the calibration of manipulator kinematics. In particular, it considers an application of Diffeomorphic Landmark Matching as a tool for computing transformations for a specific calibration method, namely the calibration by diffeomorphisms. Image registration formalism as well as the ideas underlying the calibration method has been presented. The results of bonding these two theories have been evaluated by means of simulations.

13

Odporna kinematyka odwrotna w konfiguracjach osobliwych

Dulęba Ignacy

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2022

|

z. 197, t. 1

5-10

PL

W referacie przedstawiono zasady konstrukcji odpornych algorytmów kinematyki odwrotnej w konfiguracjach osobliwych i ich otoczeniu, uzasadniające także klasyczny algorytm odpornej odwrotności. Zaproponowano sposób addytywny i multiplikatywny wprowadzania poprawki do macierzy źle uwarunkowanej, by przywrócić jej dobre uwarunkowanie.

EN

In this paper additive and multiplicative methods of making inverse kinematics robust at (or around) singular configurations were presented. The methods are provable good and as special case cover also the literature robust inverse kinematics method. A clear advantage of robust methods is their independence on the cornak of singularities and simplicity in implementation.

14

Identyfikacja modelu robota mobilnego z użyciem adaptacyjnego obserwatora ESO

Patelski Radosław, Pazderski Dariusz

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2022

|

z. 197, t. 1

11-20

PL

W pracy rozważa się problem identyfikacji parametrów modelu dynamiki dwukołowego robota mobilnego z napędem różnicowym. Model dynamiki robota sformułowany został przy założeniu, że prędkości kół robota są mierzalnymi sygnałami wyjściowymi, natomiast prądy silników napędzających robota są sygnałami wejściowymi. W celu identyfikacji nieznanych parametrów robota wykorzystano zaproponowany niedawno adaptacyjny obserwator stanu rozszerzonego (PIESO) sformułowany poprzez połączenie klasycznego obserwatora stanu rozszerzonego (ESO) z gradientowym prawem adaptacji. Skuteczność proponowanego podejścia potwierdzono badaniami symulacyjnymi i eksperymentalnymi.

EN

In this paper a problem of identification of parameters of a two-wheeled mobile robot equipped with differential drive is considered. Model of the robot dynamics is formulated under an assumption that velocities of wheels are measurable outputs of the system, while the motor currents are input signals. In order to identify unknown parameters, a recent adaptive parameter identifying extended state observer (PIESO) algorithm is employed, which combines a classic ESO observer with a gradient adaptation law. The effectiveness of the proposed approach is validated by numerical and experimental trials.

15

An Innovative Project of a Bionic Robot for Social Applications in Felinotherapy

Litwin Sonia, Woźniak Klaudia, Olszewski Mariusz

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2021

|

R. 25, nr 4

5--18

EN

The paper describes an innovative design of a bionic robot for applications in felinotherapy supporting hospital and home psychotherapeutic treatment of bedridden children and adults. The project was engineered by biomimicrating a biological cat, reaching its robotic model. Particular attention in this process was devoted to capturing the essence of feline motorics behavior and the possibility of mapping them in a mechatronic model. The geometry, kinematics and kinetics of this model were analyzed, creating assumptions for its practical implementation in the real mechanism of cat skeleton movement. The used software used the topology of elements in Autodesk Fusion 360 Simulation workspace by performing the critical elements of the mechatronic model in print using SLS technology. The work was also supported by a graphical simulation in the PyBullet environment.

PL

W pracy opisano innowacyjny projekt bionicznego robokota dla zastosowań w felinoterapii, wspomagającej szpitalne i domowe leczenie psychoterapeutyczne obłożnie chorych dzieci i dorosłych. Projekt zrealizowano inżyniersko przez biomimikrowanie biologicznego kota, dochodząc do jego robotycznego modelu. Szczególną uwagę w tym procesie poświęcono uchwyceniu istoty kocich zachowań ruchowych i możliwości ich odwzorowania w mechatronicznym modelu. Przeprowadzono analizę geometrii, kinematyki i kinetyki tego modelu, tworząc założenia jego praktycznej realizacji w rzeczywistym mechanizmie kociego ruchu. W wykorzystanym oprogramowaniu korzystano z topologii elementów w obszarze roboczym Autodesk Fusion 360 Simulation, wykonując krytyczne elementy mechatronicznego modelu drukiem, w technologii SLS. Prace wspomagano także symulacją graficzną w środowisku PyBullet.

16

Running speed does not influence the asymmetry of kinematic variables of the lower limb joints in novice runners

Jiang Xinyan, Chen Hairong, Sun Dong, Baker Julien S., Gu Yaodong

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2021

|

Vol. 23, no. 1

69--81

EN

Purpose: The purpose of this study was to evaluate kinematic variables at 5 running speeds (8 to 12 km/h), for the asymmetry between lower limbs. We also investigated the effects of running speed on the bilateral asymmetry of the lower limb joints kinematic variables among novice runners. Methods: Kinematic (200 Hz) running data were collected bilaterally for 17 healthy male novice runners (age: 23.1 ± 1.3 years, height: 1.77 ± 0.04 m, mass: 72.3 ± 4.57 kg, BMI: 23.1 ± 1.0 kg/m2) running on a treadmill at 5 fixed speeds (8, 9, 10, 11 and 12 km/h) in a randomized order. Symmetry angles (SA) were calculated to quantify gait asymmetry magnitude at each running speed. Results: Overall, SPM analysis using paired t-tests revealed significant joints kinematic differences between the left lower limb and the right lower limb at each running speed. Significant differences between limbs were found for all joint kinematic variables in the ankle and hip, regardless of running speed. As for the knee angle, significant differences between legs were only found during the running speed of 11 km/h. For knee angle velocity, significant differences between legs were found in all running speeds except for 8 km/h. However, there was no noticeable difference in asymmetry values across running speeds. Conclusions: The findings of the current study indicate that gait asymmetry of joint kinematics variables between lower limbs during running is apparent in healthy novice runners. Meanwhile, running speed does not influence lower limb joints kinematic asymmetry among novice runners.

17

Lower extremity stiffness in habitual forefoot strikers during running on different overground surfaces

Zeng Ziwei, Yin Lulu, Zhou Wenxiong, Zhang Yy, Jiang Jiayi, Wang Lin

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2021

|

Vol. 23, no. 2

73--80

EN

Purpose: Sports surface is one of the known external factors affecting running performance and injury. To date, we have found no study that examined the lower extremity stiffness in habitual forefoot strikers running on different overground surfaces. Therefore, the objective of this study was to investigate lower extremity stiffness and relevant kinematic adjustments in habitual forefoot strikers while running on different surfaces. Methods: Thirty-one male habitual forefoot strikers were recruited in this study. Runners were instructed to run at a speed of 3.3 m/s (±5%) on three surfaces, named synthetic rubber, concrete, and artificial grass. Results: No significant differences were found in leg stiffness, vertical stiffness, and joint stiffness in the sagittal plane during running on the three surfaces ( p > 0.05). Running on artificial grass exerted a greater displacement in knee joint angle than running on synthetic rubber ( p = 0.002, 95% CI = 1.52–7.35 degrees) and concrete ( p = 0.006, 95% CI = 1.04–7.25 degrees). In the sagittal plane, peak knee moment was lower on concrete than on artificial grass ( p = 0.003, 95% CI = 0.11–0.58 Nm/kg), whereas peak ankle moment was lower on synthetic rubber than on concrete (p < 0.001, 95% CI = 0.03–0.07 Nm/kg) and on artificial grass (p < 0.001, 95% CI = 0.02–0.06 Nm/kg). Among the three surfaces, the maximal ground reaction forces on concrete were the lowest (p < 0.05). Conclusions: This study indicated that running surfaces cannot influence lower extremity stiffness in habitual forefoot strikers at current running speed. Kinematic adjustments of knee and ankle, as well as ground reaction forces, may contribute to maintaining similar lower extremity stiffness.

18

Kinematics and workspace analysis of a robotic device for performing rehabilitation therapy of upper limb in stroke-affected patients

Valayil Tony Punnoose, Augustine Rose Shaji

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2021

|

Vol. 23, no. 3

175--189

EN

Purpose: Exoskeleton robots generally have multi-functions and one such function is doing rehabilitation therapy in upper limb and lower limb in stroke-affected patients. A novel hybrid (serial-parallel) robot manipulator was proposed in this paper for rehabilitation of upper limb and its kinematics are studied systematically. This robot manipulator intends to perform wrist flexion, wrist extension, wrist radial deviation, wrist ulnar deviation, elbow flexion, elbow extension, elbow pronation and elbow supination motions. The contemporary mechanical designs especially the kinematic structure of upper limb exoskeleton robots have a unique feature that is, almost all of them use serial manipulators, and few others used parallel manipulators. The kinematic structure of the proposed robot is that of a hybrid manipulator (two parallel manipulators connected in series) which has 4-degrees-of-freedom. It is composed of an upper 3SPS-type parallel manipulator and 2SPR-type parallel manipulator connected in series. Methods: The Jacobian and Hessian Matrix method was used to derive the manipulator kinematic formula for solving the displacement, velocity and acceleration. Results: A 3D model of the robotic arm was constructed and analyzed by simulation. The positioning workspace of manipulator was constructed and analyzed. Conclusions: The 3SPS-type parallel manipulator has good kinematic characteristics while performing wrist motions. The 2SPR-type parallel manipulator produced singular configuration, while performing the desired rehabilitation elbow motions, it was found to not be suitable for usage in performing rehabilitation therapy in stroke-affected patients.

19

The effects of ArUco marker velocity and size on motion capture detection and accuracy in the context of human body kinematics analysis

Wieczorek Bartosz, Warguła Łukasz, Kukla Mateusz, Kubacki Arkadiusz, Górecki Jan

Technical Transactions

|

2020

|

Vol. 117, iss. 1

art. no. e2020036

EN

The research aim was to analyse the influence of velocity and size of markers on the accuracy of motion capture measurement utilising image processing with the use of OpenCV. On the basis of the obtained results, the usefulness of the applied measurement method in studying the kinematics of the human body while driving operating a wheelchair was determined. This article presents the test results for a low-budget motion capture measurement system for testing the kinematics of the human body in a single plane. The tested measuring system includes a standard activity camera Xiaomi Yi4K, expanded polystyrene markers with printed ArUco codes, and original software for marker position detection developed by the author. The analysis of the measurement method with regard to its applicability in biomechanical studies has highlighted several key factors: the number of measuring points, measurement accuracy expressed as a relative error and the limit velocity at which the marker trajectory is correctly represented. The article shows that the limit velocity of the marker is 2.2 m/s for 50x50 mm markers and 1.4 m/s for 30x30 mm markers. The number of measured points ranged from 233 to 2,457 depending on the marker velocity. The relative error did not exceed 5% for the marker velocities and thus provided a correct representation of its trajectory.

20

Modern Industrial Robotics

Olszewski Mariusz

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2020

|

R. 24, nr 1

5--20

EN

In the past decade, robots have become the basic tools for the automatization and robotization of industrial production, as they used to be in the 70s programmable controllers, in the 80s processor drive controllers, in the 90s of the twentieth century frequency controlled AC motors and in the first years of the 21st century digitization, expressed in the significant advancement and dissemination of computerization, telecommunications and internetization. This role is evidenced by further, beyond conventional robotics, extension of its application and the emergence of new hardware and software solutions oriented towards joint, by robots and human, undertaking of hitherto not rationalized production tasks. This essay is devoted to these transformations in contemporary robotics.

PL

Roboty stały się w mijającym dziesięcioleciu podstawowymi narzędziami automatyzacji i robotyzacji produkcji przemysłowej, tak jak kiedyś, w latach 70. sterowniki programowalne, w latach 80. procesorowe regulatory napędów, w latach 90. XX wieku nastawniki częstotliwościowe silników prądu przemiennego i w pierwszych latach XXI wieku cyfryzacja, wyrażająca się istotnym zaawansowaniem i upowszechnieniem informatyzacji, telekomunikacji i internetyzacji. Świadectwem tej roli jest dalsze, poza obszary konwencjonalnej robotyki, rozszerzanie jej aplikacji i pojawienie się nowych rozwiązań sprzętowych i programowych ukierunkowanych na wspólne, przez roboty i człowieka, podejmowanie dotychczas nie racjonalizowanych zadań produkcyjnych. Tym właśnie przemianom we współczesnej robotyce poświęcony jest ten esej.