Konstrukcja egzoszkieletu kończyn dolnych do rehabilitacji i wspomagania lokomocji

• Autorzy: Kaczmarek P. , Kabaciński R. , Kowalski M.

Warianty tytułu

EN

Construction of lower limbs exoskeleton for rehabilitation and aided locomotion

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano konstrukcję prototypu egzoszkieletu kończyn dolnych wyposażonego w 4 napędy (w stawach biodrowych I kolanowych) oraz 4 przeguby pasywne (w stawach skokowych I w biodrowych dla ruchu odwodzenia). Konstrukcja egzoszkieletu została zaprojektowana w celu wspomagania funkcji lokomocyjnych oraz rehabilitacji ruchowej w obrębie kończyn dolnych. Na etapie projektowym przeprowadzono analizę parametrów kinematycznych i dynamicznych niezbędne do przywrócenia funkcji ruchowej dla osoby o masie do 90 kg i wymiarach kończyn znajdujących się w szerokiej normie pomiędzy 5 a 95 centylem. Opracowany układ sterowania umożliwia prowadzenie prac nad różnymi metodami sterowania wykorzystującymi zarówno fizyczny jak i kognitywny interfejs użytkownika.

EN

The paper presents the design of a prototype exoskeleton legs equipped with four drives (in the hip and knee joints) and four passive joints (in the ankle and hip abduction movement). Exoskeleton has been design to support the functions of locomotion and rehabilitation of the lower limbs. At the design stage an analysis of kinematic and dynamic parameters necessary to restore motor function for a person 5 and 95 percentiles. The developed control system allows to conduct research on the various control methods that use both physical and cognitive user interfaces.

Słowa kluczowe

PL

robotyka; robot do rehabilitacji; rehabilitacja; egzoszkielet

EN

robotics; robot for rehabilitation; rehabilitation; exoskeleton

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2012
• Tom: z. 182, t. 1
• Strony: 71--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kaczmarek P.

• Politechnika Poznańska, Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej

autor

Kabaciński R.

• Politechnika Poznańska, Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej

autor

Kowalski M.

• Politechnika Poznańska, Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej

Bibliografia

• [1] Evan Ackerman. Berkeley bionics introduces elegs robotic exoskeleton. IEEE Spectrum, 10, 2010.
• [2] Argo Medical Technologies. Rewalk. http://www.argomedtec.com/, 2012.
• [3] Charles E. Clauser, John T. McConville, J. W. Young. Weight, volume, and center of mass of segments of the human body. Raport instytutowy AMRL-TR-69-70, Aerospace Medical Research Laboratory, August, 1969.
• [4] H.P. Crowell III, A.C. Boynton, M. Mungiole. Exoskeleton power and torque requirements based on human biomechanics. Raport instytutowy ARL-TR-2764, Army Research Laboratory, November, 2002.
• [5] Cyberdyne. Hal-5. http://www.cyberdyne.jp/english/, 2012.
• [6] J. J. Eng, D. A. Winter. Kinetic analysis of the lower limbs during walking: what Information can be gained from a three-dimensional model? Journal of Biomechanics, 1995, wolumen 28, s. 753-758.
• [7] A. Gedliczka. Atlas miar człowieka. Centralny Instytut Ochrony Pracy 2001.
• [8] Hocoma. Locomat. http://www.hocoma.com, 2012.
• [9] Honda. Walk-assist. http://corporate.honda.com/innovation/walk-assist/, 2012.
• [10] Susan Karlin. Raytheon sarcos's exoskeleton nears production. IEEE Spectrum, 8, 2011, s. 25.
• [11] C. Kirtley. Cga normative gait database. http://guardian.curtin.edu.au:1608Q/cga/data/, 1998. Hong Kong Polytechnic University.
• [12] J. Linskell. Cga normative gait database. http://guardian.curtin.edu.au:16080/cga/data/l 1997. Hong Kong Polytechnic University.
• [13] S.T. McCaw, P. DeVita. Errors in alignment of center of pressure and foot coordinates affect predicted lower extremity torques. Journal of Biomechanics, 1995, wolumen 28, s. 985-988.
• [14] A. Morecki, J. Ekiel, K. Fidelus. Bionika Ruchu, Państwowe Wydawnictwo Naukowe 1971.
• [15] E. Nowak. Atlas antropometryczny populacji polskiej - dane do projektowania. Instytut Wzornictwa Przemysłowego 2000.
• [16] J.L. Pons. Wearable Robots: Biomechatronic Exoskeletons, WILEY 2008.
• [17] Rex Bionics. Rex. http://www.rexbionics.com/, 2012.
• [18] C. L. Vaughan, B. L. Davis, J. C. O. Connor. Dynamics of Human Gait. Human Kinetics Publishers 1992.
• [19] Garry T. Yamaguchi, Felix E. Zajc. Restoring unassisted natural gait to paraplegics via functional neuromuscular stimulation: A computer simulation study. IEEE Transactions On Biomedical Engineering, September, 1990, wolumen 37, s. 886-902.
• [20] A. Zoss. H. Kazerooni, A. Chu. On the mechanical design of the berkeley lower extremity exoskeleton (bleex). In: EEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2005. Proceedings, 2005. wolumen 8, s. 3465-3472.