طراحي بهينه، مدلسازي و ساخت يك ارتز فعال خارجي جهت تونبخشي اندام تحتاني افراد ناتوان

امروزه با پيشرفت علوم مهندسي در زمينه‌ي پزشكي، استفاده از سيستم‌هاي توانبخشي رباتيكي جهت درمان ناتواني حركتي بسيار مورد توجه قرار گرفته است. برخي از سيستم‌هاي رباتيكي براي احياي مكانيك و اصلاح الگوي حركتي افراد ناتوان از جمله مبتلايان به سكته‌ي مغزي به‌كار گرفته شده‌اند و نتايج اميدواركننده‌اي از آنها حاصل شده است. محور اصلي اين تحقيق نيز، كمك به تأمين استقلال حركتي اين بيماران بوده تا ضمن حذف فيزيوتراپ، امكان بهبودي و اصلاح حركت در اعضايي كه دچار فقر حركتي شده‌اند، فراهم شود. هدف اصلي در اين مقاله، طراحي و ساخت يك اُرتز فعال خارجي يك درجه آزادي مبتني بر ساختار مكانيزم چهارميله‌اي براي ايجاد حركت مطلوب پاي بيمار مي‌باشد. در همين راستا، طراحي بهينه‌ي سينماتيكي مكانيزم بر مبناي ايجاد حركتي مشابه با الگوي صحيح راه رفتن براي پاي بيمار انجام شده است. همچنين پس از استخراج معادلات حركت ربات توانبخش، توان و گشتاور بهينه‌ي موتور الكتريكي محرك مكانيزم با حل ديناميك معكوس ربات، محاسبه و تعيين مي‌شود. پس از طراحي و ساخت يك نمونه‌ي اوليه از اُرتز پيشنهادي، كارايي و عملكرد آن بر روي يك كاربر سالم مورد ارزيابي و بررسي قرار گرفته است. آزمايشات به عمل آمده‌ نشان مي‌دهد كه اين دستگاه، حركت شبيه‌سازي شده‌ي بهينه را براي كاربر فراهم مي‌نمايد. به‌علاوه نتايج تست ضربان قلب كاربر، گوياي كاهش قابل توجه سرعت ضربان قلب كاربر در هنگام استفاده از اُرتز نسبت به حالت عادي ( بدون اتصال دستگاه) و به دنبال آن كاهش مصرف انرژي كاربر ميباشد.