Contribuţii privind acţionarea pneumatică a dispozitivelor de protezare şi susţinere a scheletului uman

Abstract

Teza abordează problematica de actualitate a muşchilor artificiali pneumatici şi cercetează oportunitatea folosirii lor la acţionarea dispozitivelor de protezare şi susţinere a scheletului uman. Se analizează comparativ, acest gen de echipamente şi alte tipuri de actuatori având aceeaşi destinaţie, prezentându-se avantajele semnificative de care se bucură muşchii pneumatici. Pentru muşchiul cu impletitură din fibre, se realizează o modelare matematică şi se obţin construcţii grafice ale reţelei dubluelicoidale. În vederea susţinerii consideraţiilor teoretice făcute, se proiectează 2D/3D şi se execută standuri experimentale pentru incercarea muşchilor pneumatici. Se evidenţiază diverse caracteristici de funcţionare ale muşchilor artificiali şi se emit concluzii cu privire la similitudinea cu muşchii biologici. Pornind de la analiza structurii şi cinematicii membrelor umane, se dezvoltă o articulaţie rotativă cu pârghie, acţionată de muşchi pneumatici antagonişti. Se studiază modul în care este asigurat controlul poziţiei pârghiei, propunându-se un algoritm de reglare a presiunilor din muşchi, cu ajutorul distribuitoarelor pneumatice. Se efectuează o analiză, prin metoda elementului finit, a ansamblului complex al muşchiului pneumatic cu impletitură din fibre şi o simulare a funcţionării acestuia, trăgându-se concluzii cu privire la tensiunile şi deplasările caracteristice. Lucrarea evidenţiază potenţialul ridicat al acestor actuatori pneumatici în cadrul unor aplicaţii noi, cum sunt cele ce vizează reabilitarea sistemului locomotor uman.