Alt Uzuv Dış İskelet Robot Eklemlerinde Kararlılık İçin Sönümleme

Alt Uzuv Dış İskelet Robot Eklemlerinde Kararlılık İçin Sönümleme Katsayıları ve Momentlerinin Hesaplanması Özet: Dış iskelet robotlar, insan uzuvları ile etkileşim halinde çalışan, giyilebilir elektromekanik yapılardır. Bu robotlar, yürüme engeli olan ya da yaşlı kişilerde yardımcı uzuv, felçli kişilerde rehabilitasyon ve sağlıklı insanlarda güç artırımı amacı ile kullanılmaktadır. İnsan vücudunun sinir-kas sistemi, bağlı bulundukları eklemlerde sertlik ve sönümlemeyi devamlı değiştirerek minimum enerji sarfiyatı ile esnek ve kararlı bir hareket kabiliyeti sağlamaktadır. Yürüme sırasında eklemlerin sertliğinin değişmesi ile birlikte kararlı bir yürümenin gerçeklenebilmesi için eklemlerdeki sönümleme katsayılarının ve sönümleme momentlerinin eş zamanlı olarak değiştirilmesi gerekmektedir. Manyeto-reolojik (MR) frenler, bu farklı sönümleme momentlerini en hızlı şekilde ayarlayabilen pasif eyleyicilerdir. Ancak, dış iskelet robotların eklemlerinde kullanılacak MR fren tasarımları için istenen maksimum sönümleme katsayısı ve sönümleme momenti değerlerinin bilinmesi gerekmektedir. Shamaei ve arkadaşları (2013) biyomekanik bir çalışma gerçekleştirerek farklı boy ve kilolardaki kişiler için yürüme sırasında eklem sertlik katsayısı değişimini genel istatiksel formüller ile ifade etmişlerdir. Bu makalede; alt uzuv dış iskelet robotların eklemlerinde kararlı bir yürüme davranışını sağlayabilecek MR fren tasarımları için gerekli olan sönümleme katsayısı ve momentlerinin maksimum değerleri hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar, dış iskelet robotların, ortezlerin, protezlerin ve insansı robotların biyomimetik eklemelerine yerleştirilecek MR frenlerin başlangıç tasarım kriteri olarak kulllanılabilecektir.