1 / 19

بسم الله الرّحمن الرّحیم

بسم الله الرّحمن الرّحیم. سمینار درس کنترل سیستمهای عصبی عضلانی استاد: دکتر فرزاد توحیدخواه ارائه کننده: مجید اثمری 1393/3/1. عضله مصنوعی. مقدمه بررسی خواص عضله بیولوژیکی (به منظور تعیین الزامات عضله مصنوعی) معرفی یکی از معروفترین انواع عضلات مصنوعی (McKibben Actuators)

jamar
Download Presentation

بسم الله الرّحمن الرّحیم

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. بسم الله الرّحمن الرّحیم سمینار درس کنترل سیستمهای عصبی عضلانی استاد: دکتر فرزاد توحیدخواه ارائه کننده: مجید اثمری 1393/3/1

  2. عضله مصنوعی • مقدمه • بررسی خواص عضله بیولوژیکی (به منظور تعیین الزامات عضله مصنوعی) • معرفی یکی از معروفترین انواع عضلات مصنوعی (McKibben Actuators) • مقایسه با عضله بیولوژیکی • نگاهی کلی به پلیمرهای (EAPs)ElectroActive • مقایسه خواص • Electroactive Polymers (EAP) • Shape Memory Alloys (SMA) • Electroactive Ceramics (EAC) • نگاهی کلی تر به کاربرد مواد پلیمری در مهندسی پزشکی • نتیجه گیری

  3. عضله بیولوژیکی • مدل Hill • المان موازی • المان سری • Contractile element • دمپر • مولد نیرو

  4. خواص استاتیک عضله بیولوژیکی • المان موازی عضله

  5. خواص استاتیک عضله بیولوژیکی • المان سری

  6. خواص استاتیک عضله بیولوژیکی • Contractile Element (CE) • مولد نیرو+دمپر

  7. خواص دینامیک عضله بیولوژیکی • Concentric contractions • کاهش طول تحت اعمال بار

  8. خواص دینامیک عضله بیولوژیکی • Eccentric Contractions • افزایش طول تحت اعمال بار

  9. الزامات طراحی برای عضله مصنوعی • الزامات طراحی

  10. McKibben Actuators تاریخچه: • ابتدا در دهه1950 توسط McKibben برای افراد معلول پیشنهاد شد. • در دهه 1980 توسط شرکت رزین Bridgestone در ژاپن تجاری شد. • سپس توسط گروه ربات Shadow به منظور بکارگیری در حوزه رباتیک بکار گرفته شد.

  11. McKibben Actuators

  12. McKibben Actuators • عضله McKibben یا fluidic flexible matrix composites (F2MCs)، تحقیقات تئوری و تجربی زیادی را به خود اختصاص داده‌اند. • از ویژگیهای این عملگرها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: • سادگی • هزینه کم • سازگاری • عملکرد مشابه عضله طبیعی • در این نوع عضله بجای هل دادن یک پیستون در داخل سیلندر مانند سیستم های هیدرولیک متعارف یا عملگرهای نیوماتیک، از فشار شعاعی که محفظه الاسیک داخلی را منبسط می‌کند، به منظور انقباض محوری وسیله استفاده میشود. • نتیجه این کار شبیه به یک عملگر هیدرولیکی یا نیوماتیکی است که بصورت ذاتی سازگاری و انعطاف‌پذیری و نسبت نیرو به وزن‌های بالایی دارد.

  13. مقایسه با عضله بیولوژیکی • خواص نیرو-طول تقریباً یکسان است. • خواص سرعت نیرو مشابه نیست. • از دمپر هیدرولیکی به صورت موازی با عضله McKibben استفاده میشود. • این عضلات به یک وسیله فنر مانند که نقش تاندون و ذخیره کننده انرژی را بازی میکند متصل میشوند که شبیه به یک عضله واقعی عمل کند.

  14. - نمونه ای از یک دستگاه تست عضله مصنوعی

  15. McKibben Actuators

  16. Electrostrictive Polymer انواع مختلف پلیمرهای ElectroActive: (EAPs) Dielectric elastomers are particularly promising Conducting Polymers Dielectric Elastomer a.k.a. Electroelastomers IPMC “Artificial Muscle” Thermal and Others Gels Nanotubes Electroactive Polymer “EAP” Actuators

  17.  Property Electroactive Polymers (EAP) Shape Memory Alloys (SMA) Electroactive Ceramics (EAC) Actuation displacement >10% <8% short fatigue life 0.1 - 0.3 % Force (MPa) 0.1 - 3 about 700 30-40 Reaction speed m sec to sec sec to min m sec to sec Density 1- 2.5 g/cc 5 - 6 g/cc 6-8 g/cc Drive voltage 4 - 7 V NA 50 - 800 V Power consumption m-watts watts watts Fracture toughness resilient, elastic elastic fragile مقایسه خواص EAP,SMA,EAC http://ndeaa.jpl.nasa.gov/nasa-nde/lommas/eap/spie-eap.html

  18. نمونه های پیاده شده عضلات مصنوعی • فیلم اول • فیلم دوم

  19. با تشکر از توجه شما

More Related