3-1 مقدمه. 41
3-2 قید سینماتیکی کف پا 41
3-3 معادلات قیود سینماتیکی کف پا 42
3-3-2 بررسی قید عدم حرکت در راستای محور y. 43
3-3-3 بررسی قید عدم سرخوردن در راستای محور x. 44
3-3-4 بررسی قید عدم واژگونی از سمت پاشنه یا پنجه. 45
3-3-5 بررسی سه قید.. 46

3-4 بدست آوردن محدوده‌ی گشتاورها با اعمال پارامترهای اعضای بدن.. 46
3-5 بررسی قید عدم واژگونی.. 48
3-6 بدست آوردن زوایای پایین‌تنه ارتز. 51
3-7 نقطه‌ی تعادل زاویه‌ی بالاتنه. 54
فصل چهارم: معادلات دینامیکی      57
4-1 مقدمه. 57
4-2 ارزیابی انتخاب مکانیزم و جانمایی عملگر الکتریکی.. 57
4-3 بررسی فنر بکار رفته در مفصل ران.. 60
4-4 طراحی فنر مفصل ران.. 62
4-5 انتخاب عملگر و گیربکس مناسب…. 66
4-6 جانمایی عملگر. 68
4-6-1 چرخ‌دنده‌ی ساده. 68
4-6-2 چرخ حلزون.. 69
4-6-3 گیربکس اسپیندل.. 69
4-6-4 انتخاب مکانیزم مناسب…. 70
4-7 خطی سازی معادلات… 70
4-8 کنترلر. 72
4-8-2 کنترلر جانمایی قطبها 74
فصل پنجم: بررسی پایداری به همراه حرکت دست        76
5-1 مقدمه. 76

یک مطلب دیگر :

5-2 مدل سه لینکی فرد و ارتز. 76
5-2-2 معادلات دینامیکی.. 77
5-2-3 انرژی جنبشی.. 78
5-2-4 انرژی پتانسیل.. 78
5-3 اعتبار سنجی شبیه‌سازی… 79
5-4 بررسی پایداری حرکت دست با اعمال کنترلر CTM در مدل سه درجه آزادی… 82
5-4-2 حرکت منفرد بالاتنه. 84
5-4-3 حرکت منفرد دست…. 85
5-4-4 حرکت هم‌زمان دست و بالاتنه. 86
5-5 بررسی پایداری با حرکت دست با استفاده از کنترلرهای طراحی‌شده. 88
5-5-1 مدل دو درجه آزادی… 88
5-5-2 بررسی کنترلر. 88
5-5-3 بررسی کنترلر جانمایی قطب‌ها 89
فصل ششم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات      93
6-1 نتیجه‌گیری… 93
6-2 پیشنهادات… 94
چکیده
در سالهای اخیر مطالعات متعددی برای بهبود عملکرد ایستادن و راه رفتن بیماران دارای ضایعه‌ی نخاعی انجام شده است. این افراد می‌توانند با استفاده از ابزارهای ارتوپدی به نام ارتز توانایی ایستادن و حرکت نمودن خود را بازیابند. ارتزها به دو گروه فعال و غیر فعال تقسیم شده و بسته به سطح آسیب نخاعی می‌توانند حد مورد نیاز پشتیبانی را برای فرد ناتوان فراهم كنند. در این پژوهش ابتدا ساختمان یك ارتز ران-زانو-قوزك-پای غیرفعال مورد مطالعه قرار گرفته و در ادامه به بهبود عملکرد ایستادن افراد دارای ضایعه‌ی نخاعی استفاده کننده از ارتز، در حالت دستان آزاد (بدون استفاده از تکیه‌گاه نظیر عصا) پرداخته‌شده است. برای دستیابی به پایداری ایستادن در حالت دستان آزاد، فرد می‌تواند با استفاده از ارتز غیرفعال به بخش بالایی ارتز تکیه داده وپایداری خویش را بازیابد. در این حالت فرد آسیب‌نخاعی شکل ایستادن با خم شدن به سمت عقب را که به آن حالت ایستادن سی می‌گویند، به خود می‌گیرد. با توجه به مقایسه‌ی حالت ایستادن فرد آسیب نخاعی در حالت سی با نحوه‌ی ایستادن فرد سالم و مشاهده‌ی محدودیت فرد در استفاده از دست‌ها، می‌توان دریافت این شیوه‌ی ایستادن مناسب نمی‌باشد. برای دستیابی به حالت درست ایستادن نیاز به قرارگیری بالاتنه در حالتی مشابه با فرد سالم ضروریست. برای دستیابی به این امر نصب عملگر بر روی مفصل ران ارتز غیرفعال ارزیابی شده تا فرد آسیب دیده بتواند در حالت صحیح ایستادن قرارگرفته و با استفاده از استراتژی حرکت بالاتنه پایداری ایستادن را برقرار نماید. برای نصب عملگر در مفصل ران ارتز، فرد به همراه ارتز به صورت مدل سریال چهار لینکی (سه لینک پایین‌تنه و یک لینک بالاتنه به همراه دست) در نظر گرفته‌شده است. سپس با استفاده از قیود سینماتیکی کف پا برای برقراری پایداری ایستادن، محدوده‌ی مجاز گشتاورهای اعمالی به بالاتنه برای حفظ پایداری بدست آمده است. برای استفاده‌ی بهینه از عملگر مکان مناسب مفصل ران بدست آمده و با توجه به آن زوایای ثابت ارتز پایین‌تنه و نقطه‌ی تعادل بالاتنه محاسبه‌شده است. در ادامه برای برقراری پایداری بالاتنه دو کنترلر طراحی و عملکرد آن‌ها با استفاده از شبیه‌سازی مورد مطالعه قرار گرفته است. در نهایت مدل پنج لینکی ارتز و فرد آسیب نخاعی (سه لینک پایین‌تنه و دو لینک بالاتنه و دست) که پایین‌تنه‌ی آن با استفاده از ارتز ثابت شده، به مدل دو درجه آزادی بالاتنه و دست تقلیل یافته است. سپس  با استفاده از شبیه‌سازی، عملکرد کنترلرها و عملگر نسب شده در مفصل ران برای برقراری تعادل در هنگام حرکت‌های مشخص دست مورد بررسی قرار گرفته است.