Details

Объектом работы является исследование и разработка экзопротеза нижних конечностей для реабилитации людей с ампутациями. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Анализ существующих протезов голени. 2. Разработка конструкции и проверочный анализ протеза голени. 3. Анализ и выбор материала для привода на основе искусственных мышц. 4. Расчет параметров привода на основе искусственных мышц. 5. Разработка алгоритма управления приводом. Для достижения результата проведен обзор существующих модулей сто-пы, описаны основные типы устройств, их принцип работы, преимущества и не-достатки. Представлены обоснования выбора модуля на основе карбоновой сто-пы. Проведен анализ искусственных мышц, а именно искусственных мышц, сделанных из материалов с эффектом памяти формы, и искусственных мышц, работающих под давлением, таких как пневметических и гидравлических. Пред-ставлены обоснования выбора термореактивного материала нитинола для ис-пользования в протезе. Разработан протез стопы, состоящий из карбоновой пластины и универ-сального адаптера для крепления культеприемной гильзы. Проведен конечно-элементный анализ в нагруженном состоянии при статичном положении, движе-нии по ровной и по наклонной поверхностям. Проведен расчет привода на основе искусственных мышц, определены фи-зические и электрические параметры срабатывания привода. Разработан алго-ритм управления приводом.

The object of the work is the research and development of lower limb exopros-thesis for the rehabilitation of people with amputations. Problems that were solved during the study: 1. Analysis of existing lower leg prostheses. 2. Design development and verification analysis of the lower leg prosthesis. 3. Analysis and selection of material for the drive based on artificial muscles. 4. Calculation of drive parameters based on artificial muscles. 5. Development of a drive control algorithm. To achieve the result, a review of existing stop modules was carried out, the main types of devices, their operating principles, advantages and disadvantages were described. The rationale for choosing a module based on a carbon foot is presented. An analysis has been made of artificial muscles, namely artificial muscles made from shape memory materials and artificial muscles operating under pressure, such as pneumatic and hydraulic. The rationale for choosing the thermoreactive material ni-tinol for use in a prosthesis is presented. A prosthetic foot has been developed, consisting of a carbon plate and a uni-versal adapter for attaching a prosthetic socket. A finite element analysis was carried out in a loaded state in a static position, movement on flat and inclined surfaces. The calculation of the drive based on artificial muscles was carried out, the physical and electrical parameters of the drive actuation were determined. A drive control algorithm has been developed.