Ρομποτικός μηροκνημοποδικός κηδεμόνας έσω υποδήματος

Abstract

Η παρούσα Πτυχιακή Εργασία αναφέρεται στην μελέτη στον σχεδιασμό και την κατασκευή του ρομποτικού μηροκνημοποδικού κηδεμόνα έσω υποδήματος (KD-1) για ανθρώπους που πάσχουν με αναπηρία κάτω άκρου, το οποίο δύναται να φορεθεί πάνω από το παθόν άκρο εντός υποδήματος. Ο KD-1 ενεργοποιείται όταν το πόδι τεθεί σε κίνηση δηλαδή όταν ακουμπήσει στο έδαφος, μέσω δύο αισθητήρων που βρίσκονται εμφυτευμένα στο παπούτσι, ένας στο εμπρόσθιο τμήμα και ένας στο οπίσθιο τμήμα, και τελικά τίθενται σε λειτουργία η σερβομηχανισμοί κίνησης των επιμέρους αρθρώσεων. Συνεπώς ο στόχος του KD-1 είναι ενδυνάμωση του παθόντα άκρου για την επιτυχή και σταθεροποιημένη βάδιση. Η ανάπτυξη του θέματος γίνεται σε οκτώ κεφάλαια. Στο πρώτο Κεφάλαιο «Εισαγωγή» γίνεται αναφορά στους αυτοματισμούς, την ιστορική αναδρομή των ρομπότ, αναφέρονται τα είδη των ρομπότ, η επίδραση τους στη κοινωνία καθώς και τα πλεονεκτήματα – μειονεκτήματα τους. Στο δεύτερο Κεφάλαιο αναφέρονται τα διάφορα είδη παθήσεων, όπως παραλύσεις, αναπηρίες καθώς και έλλειψη πλήρους ελέγχου κάτω άκρων. Στο τρίτο Κεφάλαιο γίνεται αναφορά στης αρχές Ορθοτικής, γίνεται ανάλυση της Εμβιομηχανική της όρθωσης καθώς και την ανάδειξη των νόμων Bowker, τέλος γίνεται ανάλυση βηματισμού. Στο τέταρτο Κεφάλαιο αναλύεται η ηλεκτρονική πλατφόρμα ανοικτού κώδικα και σχεδιασμούArduino που βασίζεται σε ευέλικτο και εύκολο στη χρήση υλικό και λογισμικό. Συγκεκριμένα αναλύεται η πλατφόρμαArduino UNO R3 ATmega328P Board, όπου και με την βοήθεια αυτής λειτουργεί ο KD-1, τέλος αναλύεται η βασική δομή της γλώσσας Wiring. Στο πέμπτο Κεφάλαιο παρουσιάζονται οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές, η αρχή λειτουργίας τους, καθώς και οι τρόποι χρήσης τους. Στο έκτο Κεφάλαιο γίνεται αναφορά στην μελέτη, σχεδίαση και κατασκευή του ρομποτικού μηροκνημοποδικού κηδεμόνα έσω υποδήματος KD-1. Στο κεφάλαιο αυτό αναδεικνύονται κάποια βασικά προγράμματα, που χρησιμοποιήθηκαν για τον σχεδιασμό, παραγωγή και κατασκευή του KD-1 αναλυτικά στάδια. Συγκεκριμένα για τον σχεδιασμό και την ανάλυση του: SolidWorks, Mechanical APDL (Ansys) και Cura14.12.Ενώ για την παραγωγή του χρησιμοποιήθηκε 3D-Printer WANHAO Duplicator i3 και τέλος φρέζα Dremel Work Station 4000 για τα μεταλλικά του μέρη. Στο έβδομο Κεφάλαιο παρουσιάζεται ο κώδικας που χρησιμοποίει ο KD-1, όπου επεξηγείται βήμα - βήμα ο τρόπος λειτουργίας του καθώς και της βελτιώσεις που μπορεί να δεχθεί. Στο όγδοο Κεφάλαιο συνοψίζονται τα τελικά συμπεράσματα, το τελικό κόστος της κατασκευής καθώς και μερικά σχόλια. Τέλος αξίζει να σημειωθεί ότι η κύρια πρωτοτυπία της Εργασίας αυτής είναι αυτοματοποίηση των είδη υπαρχόντων ναρθήκων με σερβομηχανισμούς, για την καταπολέμηση αναπηριών κάτω άκρων.