Wprowadzenie Skręcanie w miejscu (obrót w miejscu) Chodzenie bokiem Kucanie i schylanie się

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Wprowadzenie Skręcanie w miejscu (obrót w miejscu) Chodzenie bokiem Kucanie i schylanie się"

Bronisława Romanowska
7 lat temu
Przeglądów:

1 Dwutomowa monografia Ekomobilność stanowi podsumowanie projektu ECO- Mobilność, realizowanego w Politechnice Warszawskiej. Autorzy monografii reprezentują różne specjalności naukowe. Projekt ECO-Mobilność zrealizowano w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka dofinansowanego z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Ekomobilność to systemy i środki związane z przemieszczaniem się osób, zwłaszcza w aglomeracjach miejskich, przyjazne środowisku i w sposób oszczędny zużywające energię. Uwzględniają w swojej konstrukcji potrzeby osób o ograniczonej mobilności związanej z wiekiem oraz będących ofiarami chorób cywilizacyjnych czy wypadków drogowych. Drugi tom poświęcono przede wszystkim osobom niepełnosprawnym, a prezentowane systemy i środki służą poprawie lub wspomożeniu ich mobilności. Przedstawiono w nim System Pionizacji i Wspomagania Ruchu oraz proces projektowania i konstruowania pierwszego polskiego egzoszkieletu. Zaprezentowano również innowacyjne wózki inwalidzkie o napędzie elektrycznym i ręcznym. Opisano ponadto symulator do nauki jazdy wózkiem, który jednocześnie pełni funkcję stanowiska badawczego do analiz wysiłku mięśniowego z wykorzystaniem sygnałów EMG. Omówiono także zewnętrzne stabilizatory ortopedyczne do leczenia czynnościowego złamań okołostawowych, prezentując ich nowe konstrukcje jako podsumowanie ponaddwudziestoletniej współpracy z naukowcami z Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Opisano wreszcie koncepcję polskiej endoprotezy stawu biodrowego z krótkim trzpieniem, stanowiącej rozwiązanie pośrednie między protezą bezcementową a cementową z wykorzystaniem cementów osteoindukcyjnych. Książka ani w całości, ani we fragmentach nie może być skanowana, kserowana, powielana bądź rozpowszechniana za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych, w tym również nie może być umieszczana ani rozpowszechniana w postaci cyfrowej zarówno w Internecie, jak i w sieciach lokalnych bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich. Wykaz ważniejszych oznaczeń 11 Wstęp 13 Część I SPiWR - robot ortotyczny Wprowadzenie Robot ortotyczny jako system mechatroniczny Wprowadzenie Sterowany proces Układy wykonawcze Układy pomiarowe Interfejsy użytkownika Urządzenia do wprowadzania informacji Urządzenia informujące Podsumowanie Funkcje robota ortotycznego Wprowadzenie Podstawowe funkcje ruchowe Chód Wchodzenie i schodzenie po schodach Wstawanie i siadanie Analiza przebiegów ruchu Funkcje dodatkowe 48

2 Wprowadzenie Skręcanie w miejscu (obrót w miejscu) Chodzenie bokiem Kucanie i schylanie się Blokowanie ustalonej pozycji Dostosowanie długości kroku Funkcje pomocnicze Wprowadzenie Możliwość zamocowania kul Zamontowanie układu GPS w panelu sterującym Umieszczenie w SPiWR kieszeni i schowków Komunikacja urządzenia z personelem nadzorującym Funkcje bezpieczeństwa Wprowadzenie Identyfikacja zagrożeń Analiza ryzyka Planowanie reakcji na sytuacje niebezpieczne Techniczna realizacja podstawowych funkcji systemu bezpieczeństwa Medyczne, ekonomiczne i społeczne warunki stosowania systemów wspomagających ruch Wprowadzenie Uwarunkowania medyczne Przyczyny niedowładu kończyn dolnych Choroby kończyn dolnych prowadzące do dysfunkcji układu ruchu Społeczna skala problemu Wskazania i przeciwwskazania do zastosowania systemu Wymagania użytkowe dla systemu pionizacji i wspomagania ruchu Uwarunkowania ekonomiczno-społeczne Badania preferencji potencjalnych użytkowników Analiza rynku potencjalnych producentów Postrzeganie systemu przez społeczność osób zdrowych Forma wzornicza urządzenia wspomagającego ruch Koncepcja interfejsu użytkownika projektowanego urządzenia Techniczne środowisko pracy robota ortotycznego Wprowadzenie Schody jako element infrastruktury życiowej Wiadomości wstępne Schody klasyczne Akceptowalność profilu schodów Podsumowanie Współpraca robota ortotycznego z innymi urządzeniami transportowymi Wiadomości wstępne Współpraca urządzenia z wózkami inwalidzkimi Współpraca urządzenia z ekosamochodem Współpraca urządzenia z Personal Rapid Transit (PRT) Wykorzystanie urządzenia w miejscach publicznych Stacje ładowania akumulatorów Wypożyczalnie urządzeń Projektowanie podsystemów robota ortotycznego Wprowadzenie 96

3 6.2. Podsystem mechaniczny Funkcje podsystemu mechanicznego Określenie typu kinematyki Określenie kinematyki elementów struktury nośnej Układ kinematyczny struktury nośnej wzdłuż nóg użytkownika Modele przestrzenne sylwetki ludzkiej System sterowania Założenia do systemu sterowania Analiza stopnia centralizacji układu sterowania Analiza topologii systemu komunikacyjnego Dobór sieci komunikacyjnej Podsumowanie Źródło energii pomocniczej Wprowadzenie Szacunkowe zapotrzebowanie na energię Przegląd rodzajów ogniw elektrochemicznych (Linden and Reddy 2002, Buchmann 2001) Charakterystyki akumulatorów litowo-jonowych System pionizacji i wspomagania ruchu Budowa mechanicznego podsystemu robota Pas piersiowo-biodrowy Układy ruchu stawów biodrowych i kolanowych Układ ruchu stopy Układy sterujące Architektura systemu Rozmieszczenie układów elektronicznych w systemie Interfejs użytkownika Stany logiczne pilota Struktura pilota Menu pilota Modelowanie systemu pionizacji i wspomagania ruchu Wprowadzenie Struktura modelu Założenia Struktura modelu Model struktury mechanicznej Modelowanie części ciała Modelowanie mechanicznej struktury robota Połączenie elementów robota i człowieka Model układów napędowych Model napędu Model przekładni Modele obciążeń Sygnały odniesienia Modelowanie kinematyki chodu Modelowanie kontaktu robota z podłożem Modelowanie dynamiki chodu Uruchomienie modelu Badania robota ortotycznego Wprowadzenie 159

4 9.2. Badania prototypu Uruchomienie funkcji chodu Ocena współpracy systemu z użytkownikiem (manekinem) Stanowiska badawcze Wprowadzenie Wymagania Stanowisko stacjonarne Stanowisko demonstracyjne Symulacyjne badania układów wykonawczych robota Wprowadzenie Eksperymenty symulacyjne Podsumowanie Uwagi końcowe Podsumowanie projektu Struktura mechaniczna Układy elektroniczne Oprogramowanie Alternatywne rozwiązania techniczne Dalsze prace Modyfikacje konstrukcji Dobór technologii mechanicznych Rozwój oprogramowania Rozwój interfejsu użytkownika 182 Bibliografia do cz.1 t. II 183 Część II Wózki inwalidzkie Wprowadzenie do problematyki wózków inwalidzkich Dźwigniowy wózek inwalidzki Rodzaje aktywnych wózków inwalidzkich Ręczne wózki inwalidzkie napędzane poprzez ciągi Ręczne wózki inwalidzkie napędzane poprzez korby Ręczne wózki inwalidzkie napędzane poprzez dźwignie Porównanie cech użytkowych ręcznych wózków inwalidzkich Wózki dźwigniowe zalety, wady i przeznaczenie Wózek dźwigniowy w projekcie ECO-Mobilność Wprowadzenie Stanowisko badawcze wózka dźwigniowego Synteza toru pomiarowego stanowiska badawczego Empiryczna metoda optymalizacyjna układu dźwigni wózka inwalidzkiego Wprowadzenie Elektromiografia powierzchniowa Analiza ilości tlenu pochłanianego przez człowieka podczas pracy z dźwigniami napędowymi oraz analiza tętna Plan eksperymentu Przygotowanie stanowiska badawczego przed wykonaniem doświadczeń Ocena aktywności mięśni ludzkich podczas jazdy wózkiem Analiza ilości tlenu pochłanianej przez człowieka podczas jazdy wózkiem oraz analiza zmian tętna Analityczna metoda optymalizacyjna wybranych parametrów wózka dźwigniowego Zarys metody Plan eksperymentu w analitycznej metodzie optymalizacyjnej 223

5 Wyznaczanie maksymalnej energii wydatkowanej przez człowieka poprzez dźwignie napędowe Poszukiwanie rozwiązania zadania optymalizacyjnego Porównanie metod optymalizacyjnych Przyczyny rozbieżności wyników Próba modyfikacji analitycznej metody obliczeniowej Końcowa ocena działania zaproponowanej metody analitycznej Przedprototyp wózka dźwigniowego Wózek elektryczny Wprowadzenie Możliwości współczesnych konstrukcji wózków inwalidzkich Koncepcja własna wózka o specjalnych możliwościach Analiza problemu pokonywania przeszkód przez wózek inwalidzki Model statyczny wiadomości wstępne Analiza wpływu doboru parametrów elementów modelu na realizację zadania pokonania przeszkody Wpływ parametrów geometrycznych przeszkody (schodów) Optymalizacja wybranych parametrów konstrukcji Model dynamiki Wiadomości wstępne charakterystyka modeli Analiza sił występujących w obszarach kontaktu z podłożem Wyznaczenie zakresu wartości parametrów tarcia, przy których wózek poprawnie wjeżdża na różne schody Analiza momentów napędzających człony modelu Wyznaczenie przyspieszeń drgań elementów modelu Symulacyjna analiza komfortu jazdy Budowa prototypu wózka inwalidzkiego Laboratoryjne badania doświadczalne własności jezdnych prototypowej konstrukcji wózka Analiza oddziaływań dynamicznych na osobę poruszającą się na wózku inwalidzkim Podsumowanie i wnioski 267 Część III Nowoczesne stabilizatory i endoprotezy Nowoczesne stabilizatory w osteosyntezie zewnętrznej Wprowadzenie Rys historyczny Polskie rozwiązania konstrukcyjne Doświadczenia kliniczne Problematyka własności kinematycznych stawów Badania eksperymentalne kinematyki stawu kolanowego Modelowanie i badania symulacyjne Koncepcja sterowania Wybrane rozwiązania konstrukcyjne Badania eksperymentalne stabilizatora wraz z tłumikiem z cieczą magnetoreologiczną Proteza stawu biodrowego. Trzpień protezy Wprowadzenie Innowacyjne rozwiązanie protezy z krótkim trzpieniem Badania wytrzymałościowe konstrukcji 307

6 Badania symulacyjne endoprotezy szkieletowej w zakresie wypełniania substancją osteoindukcyjną Analizy wytrzymałościowe trzpienia endoprotezy Szybkie prototypowanie. Demonstracja metody instalacji protezy Opracowanie prototypów technikami Rapid Prototyping Badania i ocena możliwości osadzenia przedprototypów endoprotez krótki trzpień z zastosowaniem biologicznych spoiw kostnych w jamie szpikowej bliższej nasady kości udowych (soft bone) w warunkach laboratoryjnych Podsumowanie 319 Bibliografia do cz.2 t. II 320

Podobne dokumenty

Spis treści Zespół autorski Część I Wprowadzenie 1. Podstawowe problemy transportu miejskiego.transport zrównoważony

Spis treści Zespół autorski Część I Wprowadzenie 1. Podstawowe problemy transportu miejskiego.transport zrównoważony Spis treści Zespół autorski 11 Część I Wprowadzenie 15 1. Podstawowe problemy transportu miejskiego.transport zrównoważony 17 1.1. Uwagi wstępne 17 1.2. Analiza przydatności zastosowań rozwiązań technicznych