Projekt i badania symulacyjne egzoszkieletu kończyny górnej

• Autorzy: Cekus Dawid , Kubik-Maciąg Ilona , Kwiatoń Paweł

Warianty tytułu

EN

Design and simulation research of the upper-limb exoskeleton

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prezentowana praca dotyczy wstępnego projektu egzoszkieletu kończyny górnej w wybranym systemie CAD/CAE oraz opracowania modelu obliczeniowego analizowanego zagadnienia. Rozważany model egzoszkieletu kończyny górnej poddany został badaniom pozwalającym określić własności wytrzymałościowe (lokalizację maksymalnych naprężeń oraz odkształceń dla modelu znajdującego się w spoczynku), co z kolei umożliwiło przeprowadzenie modyfikacji konstrukcji w celu poprawy jego własności wytrzymałościowych oraz ograniczenia masy. W kolejnym etapie badań przeanalizowano model egzoszkieletu kończyny górnej w trakcie działania na niego wymuszeń zmiennych w czasie, odpowiadających ruchowi wspomagającemu przemieszczanie się kończyny górnej współdziałającej z egzoszkieletem.

EN

Presented paper concerns implementation in selected CAD/CAE environment the preliminary project of the upper-limb exoskeleton. Also the paper contains the development of a computational model for the considered problem. Designed model of upper-limb exoskeleton has been used to conduct the structural simulations (which allowed to determine the location of maximum stress and strain in stillness). The obtained results allowed to modification of the exoskeleton structure in order to improve the strength properties and weight reduction. The next part of the studies the analyze of the model of upper-limb exoskeleton during the exemplary duty cycle were conduct. The sample duty cycle corresponded to the movement supporting the upper-limb interacting with designed exoskeleton.

Słowa kluczowe

PL

egzoszkielet; rehabilitacja; symulacje; SolidWorks

EN

exoskeleton; rehabilitation; simulations; SolidWorks

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 39, nr 70
• Strony: 17--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Cekus Dawid

• Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska

autor

Kubik-Maciąg Ilona

• Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska

autor

Kwiatoń Paweł

• Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• 1. Cekus D., Kubik I., Piotrowski Ł., Skrobek D.: Zastosowanie programu SolidWorks do prowadzenia zaawansowanych symulacji wirtualnych prototypów. „Modelowanie Inżynierskie” 2017, nr 63, s. 32-40.
• 2. Gedliczka A.: Atlas miar człowieka: dane do projektowania i oceny ergonomicznej. Warszawa: Centralny Instytut
• 3. Gmerek A.: Ogólna charakterystyka prototypu robota ARR przeznaczonego do fizjoterapii stawu barkowo-obojczykowego i łokciowego. „Niepełnosprawność – zagadnienie , problemy, rozwiązania” 2015, nr II(16), s. 7-22.
• 4. Klimasara W. J., Dunaj J., Stempniak P., Pilat Z.: Zrobotyzowane systemy RENUS-1 oraz RENUS-2 do wspomagania rehabilitacji ruchowej po udarach mózgu. „Prace Naukowe Elektronika” 2010, z. 175, Problemy Robotyki, Warszawa: Ofic. Wyd. Pol. Warsz.
• 5. Klimasara W., Piłat Z.: Rozwój systemów mechatronicznych wspomagających rehabilitację ruchową człowieka, [w:] „Prace Naukowe Elektronika”, z. 182, „Postępy Robotyki” 2012, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, s. 35-50.
• 6. Kowalska S., Herma S.: Egzoszkielet - możliwości wykorzystania we współczesnej inżynierii. „Modele inżynierii teleinformatyki” 2014, vol. 5, s. 27-36.
• 7. Lombard M.: SolidWorks 2010 Bible. Wiley Publishing Inc Indianapolis, Indiana, 2010. ISBN 978-0-470-55481-4.
• 8. de Looze, M., Bosch, T., Krause, F., Stadler, K., V O’Sullivan, L.: Exoskeletons for industrial application and their potential effects on physical work load. „Ergonomics” 2015, 59(5), p. 671-681.
• 9. Łodygowski T., Kąkol W.: Metoda elementów skończonych w wybranych zagadnieniach mechaniki konstrukcji inżynierskich. Poznań: Politechnika Poznańska, 2003.
• 10. Mehrholz J., Pohl M.: Electromechanical-assisted gait training after stroke: a systematic review comparing end effector and exoskeleton device. „Journal of Rehabilitation Medicine” 2012, No. 44(3), p. 193-199.
• 11. Michnik A., Bachórz M., Brandt J., Paszenda Z., Michnik R., Jurkojć J., Rycerski W., Janota J.: Prototypy robotów rehabilitacyjnych opracowane przez ITAM Zabrze, [w:] „Prace Naukowe Elektronika”, z. 182, Postępy Robotyki, 2012.
• 12. Mikołajewska E., Mikołajewski D.: Możliwości wykorzystania egzoszkieletu medycznego jako nowoczesnej formy
• 13. Mikołajewska E., Mikołajewski D.: Wykorzystanie robotów rehabilitacyjnych do usprawniania. „Niepełnosprawność - zagadnienia, problemy, rozwiązania”, 2013, nr IV (9), s. 21-44.
• 14. Mikołajewska E.: Egzoszkielety, [w:] Gieremek K. (red.), Wyroby medyczne. Zaopatrzenie indywidualne. Warszawa: Wyd. Lekarskie PZWL, 2016, s. 210-222. ISBN 978-83-200-5151-3.
• 15. Yang C-Y, Zhang J-F, Chen Y et ah: A review of exoskeleton-type systems and their key technologies. „Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers”, Part C: J Mech Eng Sci 2008, 222(8), p. 1599-1612.
• 16. Zatsiorsky, V. M., Seluyanov, V. N. and Chugunova, L. G.: Methods of determining mass-inertial characteristics of human body segments. Contemporary Problems of Biomechanics, (Edited by Chemyi G.G. and Regirer, S.A.), CRC Press, Massachusetts, 1990, p. 272-291.
• 17. http://www.egzotech.com/ [dostęp: 04.2019].
• 18. http://www.myomo.com/, [dostęp: 04.2019].
• 19. http://www.solidworks.com/ [dostęp: 04.2019]
• 20. http://www.rewalk.com/ [dostęp: 04.2019].
• 21. https://www.technomex.pl/ [dostęp: 04.2019].

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).