Funkcionalna ortoza za roko s tridimenzionalno natisnjenimi mehkimi pnevmatskimi aktuatorjiRejec, Mija (Avtor) Lebar, Andrej (Mentor) Lampe, Tomaž (Komentor) Fošnarič, Miha (Recenzent) diplomska delaortotika in protetikarokaeksoskeletmehka robotikamehki aktuatorjipnevmatika3D tiskUvod: Roka je izjemno kompleksen organ, zato ponovna vzpostavitev njene funkcije predstavlja izziv. Obstaja več vrst ortoz, ki jih predpisujemo pri okvarah. Za namen izboljšanja funkcije so to ročne funkcionalne ortoze ali ročni eksoskeleti. Obstaja jih več vrst in temeljijo na različnih principih delovanja. Sestavljeni so iz statične osnove in dinamičnih komponent. Slednje predstavljajo aktuatorji, največkrat elektromotorji. Sistemi, ki jih uporabljajo, so sicer dovolj močni in natančni v nekem omejenem obsegu gibanja, vendar togi in zato težki, okolici neprilagodljivi, pogosto tudi neprenosljivi, energijsko potratni, nevarni pri interakciji s človekom in posledično nepraktični za uporabo. Pomanjkljivosti lahko zaobidemo, če v snovanje ortoz vključimo spoznanja mehke robotike. Ta inspiracijo za oblikovanje sistemov črpa iz narave, za izdelavo pa uporablja mehke, prilagodljive materiale. Mogoče je izdelati mehke aktuatorje, za katere so navadno navdih mišice. Glede na način delovanja jih obstaja več vrst, najbolj raziskani in najpogosteje uporabljeni so pnevmatski. Njihovo delovanje je odvisno od dovedene energije, geometrije dizajna in lastnosti materiala, iz katerega so narejeni. Zaradi svojih lastnosti so primerni za številne aplikacije na različnih področjih, tudi v ortotiki in protetiki. Izdelavo mehkih aktuatorjev in inovativnih statičnih osnov eksoskeletov omogočajo predvsem napredne aditivne tehnologije. Namen: Namen diplomskega dela je izdelati in predstaviti prototip funkcionalne ortoze za roko, za pomoč pri izvedbi ekstenzije prstov, ki jo poganjajo 3D natisnjeni mehki pnevmatski aktuatorji. Metode dela: Za predstavitev teoretičnega okvirja je bil uporabljen pregled literature. Članke, omejene na leto objave med 2013 in 2023, smo iskali v različnih podatkovnih bazah, predvsem v angleškem jeziku. Raziskovalni del obsega opis postopka izdelave funkcionalne ortoze za roko. Pred tem je v strnjeni obliki opisana celotna pot raziskovanja, ki je pripeljala do končne ideje in izvedbe le-te. Izdelali smo prototip ortoze. Sestavljena je iz statične osnove in funkcionalnega dela oziroma dinamičnih komponent. Kot statično osnovo smo iz 3D natisnjenih komponent sestavili eksoskelet. Funkcionalni del predstavljajo vrvični potegi, 3D natisnjeni mehki pnevmatski aktuatorji in kompresor. Rezultati: Najpomembnejše dinamične komponente so aktuatorji. Natisnili smo različne modele aktuatorjev in jih testirali. Dosegajo različne maksimalne sile in skrčke, na njihovo delovanje pa vpliva več dejavnikov. Razprava in zaključek: Nastala funkcionalna ortoza za roko je primerna za uporabo pri več patologijah, do neke mere nastavljiva po velikosti in korekcijsko prilagodljiva. Je mehka, lahka, udobna in zračna. Ne ovira preveč senzorike in propriocepcije, prav tako ne omejuje ohranjenega gibanja roke. Ne ustvarja prevelikih sil ali sunkovitih premikov, ne povzroča škodljivih navorov na sklepe prstov in je zato varna za uporabo. Vseeno je le prototip, ki ima zato še kar nekaj, sicer rešljivih, pomanjkljivosti. Izboljšati bi bilo potrebno tako statično osnovo, kot aktuatorje, ki niso še dovolj močni za praktično uporabo, vendar zadovoljivo prikažejo princip delovanja ortoze. Zdelo se je vredno izpostaviti nekaj idej za nadaljnje raziskovalno delo, saj posamezne komponente obetajo.[M. Rejec]20242024-05-29 07:45:43Diplomsko delo/naloga158190UDK: 617.3VisID: 132506COBISS_ID: 197044483sl