Modelowanie ruchu kończyn dolnych podczas chodu, w kontekście odzysku energii w egzoszkielecie kończyny dolnej

• Autorzy: Otrębska M. , Skarka W.

Warianty tytułu

EN

The energetic analysis of walking with regards to energy recovering in the lower limb exoskeleton

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Egzoszkielet kończyny dolnej jest to urządzenie zewnętrzne wspomagające chód osoby niepełnosprawnej. Jednym z największych problemów w istniejących rozwiązaniach tego rodzaju urządzeń jest sposób zasilania. Podczas naturalnego chodu człowieka występuje zjawisko odzysku energii.W artykule podjęto próbę poszukiwania sposobów odzysku energii poprzez jej gromadzenie, a następnie zużytkowanie w egzoszkielecie kończyny dolnej.

EN

The lower-limb exoskeleton is an external, robotic device supporting and assisting walking in the case of disabled people. One of the most significant aspects in the contemporary existing devices is the issue of power supply necessary to drive the exoskeleton. During the natural process of human walking the phenomenon of energy recovering is observed. In this article, the author undertakes the task of researching ways of recovering the energy, developed while walking, through accumulating it and then using to supply the lower-limb exoskeleton.

Słowa kluczowe

PL

analiza energetyczna chodu; odzysk energii; egzoszkielet kończyny dolnej; model odwróconego wahadła; model masy sprężystej

EN

energetic analysis of walking; energy recovering; lower limb exoskeleton; inverted pendulum model; mass elastic model

• Wydawca: Katedra Biomechatroniki, Wydział Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Aktualne Problemy Biomechaniki
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 8
• Strony: 133--138
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Otrębska M.

• Instytut Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Śląska, Gliwice

autor

Skarka W.

• Instytut Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Śląska, Gliwice

Bibliografia

• [1] Beeby S. P., Tudor M. J., White N. M. „Energy harvesting vibration sources for microsystems applications”, Meas. Sci. Technol. 17 (2006) R175–R195
• [2] Cavagna G. A., Saibene F.P., Margaria R.: External work in walking. J. Appl. Physiol. 18 (1963) s. 1-9
• [3] Chwała W.: Wpływ prędkości na zmiany położenia środka ciężkości ciała i sprawność mechanizmu odzyskiwania energii w chodzie fizjologicznym i sportowym. Monografie nr 12. Kraków, 2013
• [4] González R. C., Alvarez D., López A. M., Alvarez J. C.: Modified Pendulum Model for Mean Step Length Estimation. Proceedings of the 29th Annual International. Conference of the IEEE EMBS. Cité Internationale, Lyon, France. August 23-26, 2007
• [5] Kim S., Park S.: Leg stiffness increases with speed to modulate gait frequency and propulsion energy. Journal of Biomechanics 44 (2011) s. 1253–1258
• [6] Kuo A. D., Donelan J.M., Ruina A.: Energetic consequences of walking like an inverted pendulum: Step-to-step transitions. Exerc. Sport Sci. Rev., Vol. 33, No. 2, pp. 88–97, 2005. Dostępne: http://www-personal.umich.edu/~artkuo/Papers/ESSR05.pdf
• [7] Lipfert S. W., Günther M., Renjewski D., Grimmer S., Seyfarth A.: A model-experiment comparison of system dynamics for human walking and running. Journal of Theoretical Biology 292 (2012) s. 11–17
• [8] Paradiso J. „Energy harvesting for mobile computing”, Responsive Environments Group, MIT Media Lab
• [9] Rummel J., Blum Y., Maus H.M., Rode C., Seyfarth A.: Stable and Robust Walking with Compliant Legs. 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation. Anchorage Convention District. May 3-8, 2010, Anchorage, Alaska, USA
• [10] Seyfarth A., Geyer H., Günther M., Blickhan R.: A movement criterion for running. Journal of Biomechanics 35 (2002) s. 649–655.
• [11] Staley M. E. „Development of a protytype magnetostrictive energy harvesting device”, Master of Science 2005
• [12] Umberger B. R., Augsburger S., Resig J., Oeffinger D., Shapiro R., Tylkowski C.: Generation, absorption, and transfer of mechanical energy during walking in children. Medical Engineering & Physics 35 (2013) s. 644– 651
• [13] Vullers R. „Energy harvesting or micropower generation for wireless autonomous sensors”, Holst Centre/IMEC-NL, ASCI SPRINGSCHOOL on EMBEDDED SYSTEMS 2008
• [14] Wang W.J., Crompton R.H., Li Y., Gunther M.M.: Energy transformation during erect and ‘bent-hip, bent-knee’ walking by humans with implications for the evolution of bipedalism. Journal of Human Evolution 44 (2003) s. 563–579