Numeryczna analiza wytrzymałościowa przyrządu do rehabilitacji stawu skokowego

• Autorzy: Miodowska J. , Łagan S.

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of the strength of the instrument for the ankle rehabilitation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Tematem pracy była numeryczna analiza wytrzymałościowa przyrządu do rehabilitacji stawu skokowego. Projekt powstał w oparciu o istniejące na rynku popularne urządzenie zwane Krzyżakiem. Zaproponowano koncepcyjne opracowanie usprawnienia istniejącego modelu, poprzez dodanie nowych funkcji. Funkcje te, jak możliwość obrotu stopą w trzech płaszczyznach oraz pod trzema kątami nachylenia, pozwalają nie tylko na usprawnienie modelu, ale także poprzez zwiększoną funkcjonalność na efektywniejszą rehabilitację pacjenta. Problem skręcenia stawu skokowego jest dość powszechny i dotyka najczęściej osoby aktywne uprawiające sport. W pracy zaproponowano usprawnione o nowe funkcje urządzenie, pozwalające na obrót stopy nie tylko w kierunkach wzdłużnych i poprzecznych stopy, ale również na ruch w stawie kolanowym. Ruch ten zwiększa ruchliwość stopy, a co za tym idzie pozwala na szybszy jej powrót do pełnej funkcjonalności. Została również dodana możliwość regulacji kąta pochylenia całego urządzenia w trzech zakresach. Stworzony model poddano analizie wytrzymałościowej mającej na celu zobrazowanie zachowania się poszczególnych części przypadku, gdy ćwiczenie następuje bez dodatkowego obciążenia oraz z obciążeniem równym 30 N. Ruchy wykonywane stopą imituje moment przyłożony w miejscu, gdzie podczas ćwiczeń znajduje się stopa. Jego wartość została uwzględniona biorąc pod uwagę takie czynniki jak typ mięśni, które generują siłę podczas ruchu, położenie górnej części urządzenia, na którym znajduje się stopa, oraz rodzaj ćwiczenia. Analizowano dwa położenia stopy: w zgięciu podeszwowym oraz w zgięciu grzbietowym. Przedstawiony projekt urządzenia pozwala na jeszcze szerszy zakres rehabilitacji stawu skokowego niż dostępne na rynku rozwiązania. Zastosowanie zaproponowanych rozwiązań, pozwoli na przyśpieszenie procesu rehabilitacji stawu skokowego, przy jednoczesnym zapewnieniu komfortu pacjenta podczas ćwiczenia.

EN

The subject of this study was the numerical analysis of the strength of the instrument for the ankle rehabilitation. The project was based on existing popular market popular device. Conceptual development is proposed to improve the existing model by adding new features. These features, like the ability to turnover rate in three dimensions and the three angles of inclination allow not only to improve the model, but also enhance functionality for efficient rehabilitation of the patient. The problem of ankle sprains are fairly common and affects the most active people engaged in sports. The paper proposes a new function to improve device which allows rotation of the foot, not only in the longitudinal and transverse directions of the foot, but also the movement of the knee joint. This movement increases the mobility of the foot, and thus allows for a faster return to its full functionality. It has also added the ability to adjust the angle of the entire device in three ranges. Numerical model was analyzed to illustrate the behavior of the various parts when the exercise occurs without additional load and a load equal to 30 N. Applied torque imitates movements of the foot. Its value has been included, taking into account factors such as the type of muscle that generate force during movement, the position of the upper part of the device and type of exercise. Two positions of the food have been analyzed: the plantar flexion and dorsiflexion. The proposed project allows to have an wider range of rehabilitation of the ankle than the commercially available solutions. The use of the proposed solutions will accelerate the rehabilitation of the ankle, while ensuring patient comfort during exercise.

Słowa kluczowe

PL

analiza numeryczna; rehabilitacja; staw skokowy

EN

rehabilitation; computed method; hand mobility; joystick

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Promocji Wiedzy ; Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Journal of Technology and Exploitation in Mechanical Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 1, nr 1-2
• Strony: 138--149
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Miodowska J.

• Zakład Mechaniki Doświadczalnej i Biomechaniki, Instytut Mechaniki Stosowanej, Politechnika Krakowska

autor

Łagan S.

• Zakład Mechaniki Doświadczalnej i Biomechaniki, Instytut Mechaniki Stosowanej, Politechnika Krakowska

Bibliografia

• 1. Błaszczyk J.W., Biomechanika Kliniczna podręcznik dla studentów m,edycyny i fizjoterapii, Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2004
• 2. Marciniak W., Szulc A., Wiktora Degi ortopedia i rehabilitacja. Warszawa, Wydawnictwo PZWL, 2008
• 3. Będziński R., Biomechanika inżynierska, Oficyna Wydawnictwa Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1997
• 4. http://www.abcbodybuilding.com (data dostępu: 01.05.15)
• 5. Zembaty A., Kinezyterapia, Wydawnictwo Kasper, Kraków 2003
• 6. http://www.answers.com (data dostępu: 01.05.15)
• 7. Bober T., Zawadzki J.: Biomechanika układu ruchu człowieka, Wydawnictwo BK, Wrocław 2001, (wyd. 3)
• 8. Donskoj D.D., Biomechanika ćwiczeń fizycznych, Moskwa 1979
• 9. Rusiński E., Metoda elementów skończonych, Wydawnictwa komunikacji i łączności, Warszawa 1994