طراحی بهینه، مدلسازی و ساخت یک ارتز فعال خارجی جهت تونبخشی اندام تحتانی افراد ناتوان

امروزه با پیشرفت علوم مهندسی در زمینه ی پزشکی، استفاده از سیستم های توانبخشی رباتیکی جهت درمان ناتوانی حرکتی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. برخی از سیستم های رباتیکی برای احیای مکانیک و اصلاح الگوی حرکتی افراد ناتوان از جمله مبتلایان به سکته ی مغزی به کار گرفته شده اند و نتایج امیدوارکننده ای از آنها حاصل شده است. محور اصلی این تحقیق نیز، کمک به تامین استقلال حرکتی این بیماران بوده تا ضمن حذف فیزیوتراپ، امکان بهبودی و اصلاح حرکت در اعضایی که دچار فقر حرکتی شده اند، فراهم شود. هدف اصلی در این مقاله، طراحی و ساخت یک ارتز فعال خارجی یک درجه آزادی مبتنی بر ساختار مکانیزم چهارمیله ای برای ایجاد حرکت مطلوب پای بیمار می باشد. در همین راستا، طراحی بهینه ی سینماتیکی مکانیزم بر مبنای ایجاد حرکتی مشابه با الگوی صحیح راه رفتن برای پای بیمار انجام شده است. همچنین پس از استخراج معادلات حرکت ربات توانبخش، توان و گشتاور بهینه ی موتور الکتریکی محرک مکانیزم با حل دینامیک معکوس ربات، محاسبه و تعیین می شود. پس از طراحی و ساخت یک نمونه ی اولیه از ارتز پیشنهادی، کارایی و عملکرد آن بر روی یک کاربر سالم مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته است. آزمایشات به عمل آمده نشان می دهد که این دستگاه، حرکت شبیه سازی شده ی بهینه را برای کاربر فراهم می نماید. به علاوه نتایج تست ضربان قلب کاربر، گویای کاهش قابل توجه سرعت ضربان قلب کاربر در هنگام استفاده از ارتز نسبت به حالت عادی (بدون اتصال دستگاه) و به دنبال آن کاهش مصرف انرژی کاربر می-باشد.