UKŁADY NAPĘDOWE

ORAZ ALGORYTMY

STEROWANIA W

BIOPROTEZACH

Teoria Układów Napędowych

Plan Wystąpienia



Określenie funkcji protezy aktywnej



Podział protez



Rodzaje mechanizmów chwytnych
oraz sposoby ich realizacji



Układy przeniesienia napędu



Algorytmy sterowania bioprotezami



Istniejące rozwiązania

Budowa i funkcje ręki
ludzkiej

Podział Bioprotez - kryteria

Wysokość Amputacji

Źródło siły sterującej
końcówką chwytną



Protezy palców



Dłoni



Przedramienia



Ze stawem łokciowym



Po wyłuszczeniu w
stawie barkowym



Bierne



Czynne: (siła
mięśniowa,
sterowanie
bioelektryczne)

Warunek utrzymania
chwytu

Struktury Mechaniczne
Chwytaków

Struktury Mechaniczne
Chwytaków - c.d.

Sposoby realizacji napędu
chwytaków

Sposoby realizacji napędu
chwytaków – c.d.

Sposoby realizacji napędu
chwytaków – c.d.

Rodzaje przekładni używanych w
bioprotezach

Źródła Energii
Mechanicznej

Silniki krokowe

Silniki prądu stałego
szczotkowe

Źródła Energii
Mechanicznej

Silnik prądu stałego
bezszczotkowy

Servo-napęd

Źródła Energii
Mechanicznej

Siłowniki
Pneumatyczne

Metale z pamięcią
kształtu

Sterowanie Bioprotezami

SensorHand



Układ napędowy:
Silnik prądu
stałego,
przekładnia
zębata kątowa,
przekładnia
zębata czołowa



Sterowanie:
Elektromiograficz
ne

I - Limb



Układ napędowy:
silnik prądu
stałego,
przekładnia
zębata z
elastyczną listwą
zębatą



Sterowanie:
Elektromiograficz
ne

Shadow Hand



Układ napędowy:
siłowniki
pneumatyczne,
cięgna



Sterowanie:
elektryczne
(biomanipulator
studyjny)

Porównanie osiągów

Podsumowanie

Wymagania względem
napędu i układu napędowego

Zakres parametrów



Mała waga



Małe wymiary



Wysoka prędkość
ruchu



Duża siła na wyjściu



Energooszczędność



Wysoka sprawność



Samohamowność



Moment obrotowy:
<3Nm



Prędkości obrotowe:
<21000obr/min

Bibliografia



Michał Turów, „Projekt i wykonanie
biomanipulatora typu ręka
człowieka”, praca dyplomowa
magisterska



„Biocybernetyka i Inżynieria
Biomedyczna 2000: Tom5:
Biomechanika i inżynieria
rehabilitacyjna Tom 5” pod red.
Macieja Nałęcza

Dziękuję za uwagę