Kinematyka egzoszkieletu kończyn dolnych o napędzie pneumatycznym podczas chodu i biegu

• Autorzy: Głowiński S.

Warianty tytułu

EN

Kinematics of exoskeleton of lower limb

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł wprowadza w problematykę związaną z modelowaniem egzoszkieletów. Na początku przeanalizowano pracę poszczególnych partii mięśni kończyny dolnej podczas chodu i biegu. Na tej podstawie zaproponowano model egzoszkieletu kończyn dolnych z napędem pneumatycznym. Do napędu wykorzystano sześć muskułów. Opracowano model kinematyczny z wyznaczeniem parametrów opisujących zależności kinematyczne występujące pomiędzy poszczególnymi elementami egzoszkieletu. Do wyznaczenia współrzędnych charakterystycznych punktów wykorzystano macierze kosinusów kierunkowych. Następnie określono długości poszczególnych muskułów w pozycji wyjściowej. Bazując na przeprowadzonych badaniach zmiany kątów poszczególnych stawów kończyny dolnej podczas chodu i biegu w jednym cyklu, określono zmianę długości każdego z muskułów. Następnie wyznaczono zmianę prędkości zmniejszania i zwiększania długości każdego z muskułów. Zaprezentowano wyniki w postaci przemieszczeń i prędkości. We wnioskach nakreślono cel następnych badań.

EN

The article introduced the problems related to the exoskeleton modelling. A preliminary analysis work of individual muscle groups of the lower limb during gait. On this basis, the model of the exoskeleton of the lower limbs with pneumatic drive was proposed. As the actuator the six muscles were used. Kinematic model was developed with the appointment of kinematic parameters describing the dependence between various elements of the exoskeleton. To determine the coordinates of the landmarks of the direction cosine matrices used. Then the length of individual muscles in the starting position were determined. Based on studies of the angles change of the various joints of the lower limb during gait in one cycle set to change the length of each muscle. Then the determined change rate of decreasing and increasing the length of each muscle. In the final part of article the results of displacement and velocity were presented. In the conclusions the purpose of further research was described.

Słowa kluczowe

PL

egzoszkielet; modelowanie; kończyny; napęd pneumatyczny

EN

exoskeleton; modeling; limbs; pneumatic drive

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "TTS" Sp. z o.o
• Czasopismo: TTS Technika Transportu Szynowego
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 22, nr 12
• Strony: 546--550, CD
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Głowiński S.

• Politechnika Koszalińska, Katedra Mechatroniki i Mechaniki Stosowanej, ul. Śniadeckich 2, 75-453 Koszalin

Bibliografia

• 1. Caldwell D.G., Medrano-Cerda G.A., Goodwin M.J., Braided pneumatic actuator control of a multi-jointed manipulator, Proceedings of the IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, Le Touquet, (1993), str. 423–8.
• 2. Chou C.P., Hannaford B., Measurements and Modeling of McKibben Pneumatic Artificial Muscles, IEEE Transactions on Robotics and Automation, Vol.12(1), (1996), pp. 90-102.
• 3. Hannaford B., Winters J.M., Chou C.P., Marbot P.H., The anthroform biorobotic arm: a system for the study of spinal circuits, Annals of Biomedical Engineering, Vol.23, (1995), pp. 399-408.
• 4. Hannaford B., Winters J.M., Actuator properties and movement control: biological and technological models, Multiple Muscle Systems: Biomechanics and Movement Organization, Springer-Verlag Inc., Chapt.7, New York (1990), pp. 101–20.
• 5. Winter D.A., Biomechanics and motor control, Wiley, 2009.
• 6. http://inertia-technology.com/promove-mini (dostęp w dniu 20.07.2015r.).
• 7. Żak E., Fazy chodu i aktywność mięśniowa, Physiotherapy and Medicine, 2015.