Luận văn thiết kếvà chếtạo thiết bịphụchồi chức năng khớp gối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG HỌ VÀ TÊN : HUỲNH LONG TRIẾT GIANG ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ PHỤC HỒI CHỨC NĂNG KHỚP GỐI (Giai đoạn vật lý trị liệu) KHOA : CƠ KHÍ Tp Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2020 MỤC LỤC LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN THIẾT BỊ 1.1 Tổng quan hướng nghiên cứu 1.2 Mục đích nghiên cứu đối tượng nghiên cứu 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu giới hạn đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 THIẾT BỊ ĐIỆN 2.2 STRAIN GAUGES 12 2.3 PHẦN MỀM MÔ PHỎNG 19 CHƯƠNG 3: ĐỘNG HỌC VÀ THIẾT KẾ 25 3.1 ĐỘNG HỌC 25 3.2 THIẾT KẾ 30 3.2.1 Thiết kế khí 30 3.2.2 Cảm biến mô-men 32 CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM 38 4.1 GIỚI THIỆU 38 4.2 CÁC BÀI TƯƠNG TÁC 39 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 45 5.1 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Khớp gối khớp có chuyển động phức tạp cách chuyển động lăn trượt xương đùi xương chày Để hiểu, người chuẩn đốn cần kiến thức động học, góc lực tác dụng khớp Do đó, cần có thiết bị đo làm nhiệm vụ thu thập thông tin khớp gối Thiết bị giúp việc nghiên cứu khớp gối để phục vụ chuẩn đoán, thiết kế chân giả chỉnh hình Thiết bị tập luyện cho khớp gối cần thiết cho việc điều trị khớp bị bệnh bị thương sau phẫu thuật Giúp người chuẩn đoán theo dõi trình bình phục chuẩn đốn tốt tình hình tập khoa học, người tập luyện tương tác với máy đơn giản Khơng cịn phụ thuộc nhiều vào người điều dưỡng người thân, thiết bị hỗ trợ cho việc thu thập kết chuẩn đoán trình phục hồi bệnh nhân đồng xác CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN THIẾT BỊ 1.1 Tổng quan hướng nghiên cứu Trong trình phục hồi chức khớp gối, kỹ thuật viên cần xác định xác thay đổi khả vận động khớp nhằm đánh giá kết điều trị Việc đánh giá từ lâu thực chủ yếu phương pháp thủ công Nhược điểm lớn phương pháp độ tin cậy thấp phụ thuộc vào cảm giác phán đoán kỹ thuật viên chuyên gia, mà cảm giác thay đổi theo người Việc thu thập liệu xác chuyển động sinh học khớp có ý nghĩa quan trọng việc nâng cao chuẩn hóa chẩn đốn điều trị Trong lĩnh vực sinh học, nhiều nhóm nghiên cứu tiến hành thực nghiệm vấn đề Năm 2000, Wilson cộng thực nghiên cứu mức vận động khớp gối cách cố định xương chày bề mặt làm việc, sau gấp mở xương đùi để tạo chuyển động Bằng phương pháp thủ cơng này, nhóm nghiên cứu quan sát ghi nhận chuyển động khớp [9] Năm 2004, Li cộng dùng trực tiếp xương chày xương đùi để đo chuyển động góc hai xương tìm hiểu mối liên quan việc chịu tải bó [5] Năm 2016, Ricardo nhóm nghiên cứu thí nghiệm trực tiếp xương chày xương đùi, sử dụng công nghệ xử lý ảnh để mơ hình ảnh dạng 3D đồng thời cung cấp liệu trục quay tức thời khớp gối [6] Các phương pháp phục hồi chức hệ xương khớp phổ biến tiến hành theo cách: sử dụng tập thủ cơng có tiếp xúc trực tiếp người kỹ thuật viên, sử dụng thiết bị máy móc hỗ trợ Năm 2008, Thompson cải tiến máy tập thụ động (CPM - continuous passive motion), thiết bị sử dụng động hỗ trợ cho hoạt động gấp mở khớp gối Tuy nhiên, máy tập thụ động có bậc tự gấp mở khiến cho cẳng chân phần đùi không thoải mái, đồng thời thiết bị chức bảo vệ có cố khơng có chức tập lực chủ động [8] Năm 2011, Cai đồng xây dựng thiết bị xương cho khớp gối với bậc tự do, gồm chuyển động xoay chuyển động tịnh tiến Thiết bị sử dụng truyền động ma sát trượt cho phép bảo vệ khớp sinh học cách điều chỉnh ngưỡng trượt bánh ma sát Việc thêm vào bậc tự thụ động cấu giúp loại bỏ thành phần lực mô-men ràng buộc, sinh từ lệch trục trục động trục sinh học, cho phép người sử dụng có cảm giác di chuyển cách linh hoạt, tự nhiên [2] Có nhiều nghiên cứu thiết bị hỗ trợ phục hồi khớp gối Hầu hết tập trung vào bậc tự chuyển động khớp gối (gấp/mở) bỏ qua bậc tự khác, cung cấp liệu đo đầy đủ chuyển động sinh học khớp 3D, điều giúp q trình chẩn đốn trở nên xác Trong nghiên cứu này, mô tả thiết kế thiết bị phục hồi chức chủ động cho khớp gối với bậc tự chủ động (gấp/mở) Cũng giống thiết bị giới thiệu [2], phiên có tổng cộng bậc tự do, với thiết kế tối ưu Thiết kế gồm bậc tự quay bậc tự trượt, cho phép phân biệt bậc tự quay trượt khớp sinh học, đồng thời tối ưu hóa số điều hịa cấu [1] Ngồi ra, phạm vi vận động khớp gối xác định nhờ vào cảm biến đo chuyển động (encoder) đặt khớp thiết bị Tại khớp (gấp/mở), cảm biến mô-men lắp đặt cho phép đo lực vận động chân, đồng thời cho phép xác định giới hạn lực khớp gối người sử dụng 1.2 Mục đích nghiên cứu đối tượng nghiên cứu Thiết bị cho phép đo thông số động học khớp gối người sử dụng, hỗ trợ q trình chuẩn đốn theo dõi khớp Thiết bị nghiên cứu nhằm phục vụ cho nhu cầu chuẩn đoán bệnh nhân sau phẫu thuật làm khớp gối giả Trung tâm Chấn Thương Chỉnh Hình Mơ hình thiết kế với chức chuyển động khớp hoạt động nhằm đáp ứng yêu cầu Thiết bị cho dùng chuyển động bậc tự khớp khơng gian, tính tốn động học, từ giúp đánh giá khả vận động khớp cổ chân qua thơng số góc, vận tốc, gia tốc quay lực khớp gối Các thơng số thiết bị giúp cho q trình chuẩn đoán khớp gối: - Giới hạn khớp gối : ~ 1200 - Sai số thiết bị đo : 0.20 - Đo mo-men xoắn theo trục chuyển động chính: ~ 30N.m Đặc điểm thiết bị: - Cài đặt góc theo thời gian thực - Quy trình điều trị tự động cài đặt sẵn - Quy trình cài đặt người dùng - Xây dựng biểu đồ tương tác, hiển thị thông số tập luyện 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu giới hạn đề tài Đề tài thực theo nội dung “Thiết kế chế tạo thiết bị phục hồi chức cho khớp gối” với mục đích sử dụng lĩnh vực chấn thương chỉnh hình phục hồi chức Thiết bị cho phép đo góc quay, lực khớp gối người sử dụng Mục đích sử dụng cho việc chuẩn đoán khớp, nên thiết bị cần thực nghiệm nhiều lần nhiều bệnh nhân, từ xây dựng sở liệu cho việc nghiên cứu tính tốn tìm phương pháp đánh giá hiệu Đề tài giới hạn việc nghiên cứu chế tạo thiết bị đo khớp cổ chân thụ động thử nghiệm người khỏe mạnh nhằm chứng tỏ độ ổn định độ xác thiết bị trước thử nghiệm bệnh nhân 1.4 Phương pháp nghiên cứu a) Phương pháp tham khảo tài liệu: Tác giả sử dụng phương pháp để thu thập thông tin từ đề tài có Em tham khảo phương pháp trình thực hiện, kết đạt đề tài khác, từ làm sở cho đề tài nghiên cứu b) Phương pháp thực nghiệm: Kết thực nghiệm cho phép chứng minh tính xác ổn định mơ hình giúp xây dựng sở liệu cho việc đánh giá chất lượng khớp gối Các thí nghiệm sau bước thực nhằm bước xây dựng sở liệu cho thiết bị: - Thí nghiệm 1: Điều khiển hệ thống di chuyển theo ý muốn người sử dụng - Thí nghiệm 2: Điều khiển cản trở theo chiều mở khớp gối - Thí nghiệm 3: Điều khiển cản trở theo chiều gấp khớp gối CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 THIẾT BỊ ĐIỆN  Thành phần thiết bị Đề tài thu thập liệu từ cảm biến encoder vi điều khiển AVR Atmega2560 giao tiếp với máy tính cổng USB RS232 Hình 2.1 Máy tính thu thập liệu lưu dạng file.txt đồng thời gửi tín hiệu điều khiển động qua mạch cầu H đảm bảo giá trị mo-men với giá trị mo-men người dùng cài đặt giao điện Hình 2.1 Bố trí thiết bị điện Giao diện thiết bị phục hồi khớp gối xây dựng bước đầu giao diện đơn giản C++ Có thành phần nút Start để bắt đầu tập giá trị góc thu thập thử encoder thể từ e1-e6 hình 2.2 Giá trị mo-ment mà người tập muốn thay đổi để phù hợp với lực khớp gối nhập vào ô value, nhập giá trị dương thiết bị có xu hướng cản trở lực gập khớp gối nhập giá trị âm thiết bị cản trở xu hướng mở khớp gối Hình 2.2 Giao diện thiết bị  Nguồn Thiết bị sử dụng nguồn 24VDC - 180W hình 2.3 cung cấp cho thiết bị giúp đảm bảo an toàn cho người sử dụng Thiết bị chưa cần sử dụng phương án lưu trữ sử dụng pin hay ắc quy tập trung vào tập không cần di chuyển Hình 2.3 Nguồn 24VDC – 180W Ngồi encoder mạch AVR cần có nguồn ni 5VDC , nên bên hộp sử dụng mạch hạ áp DC-DC chuyển từ 24VDC 5VDC, với dòng 2A  Board Arduino Mega 2560 Arduino Mega 2560 bo mạch tích hợp nhiều tính bật Tính thiết kế hệ thống I/O lớn với 16 chuyển đổi tương tự 54 chuyển đổi digital hỗ trợ UART chế độ giao tiếp khác Arduino Mega2560 có sẵn RTC tính khác so sánh, timer, ngắt để điều khiển hoạt động, tiết kiệm điện tốc độ nhanh với xung thạch anh 16Mhz Hình 2.3 Hình 2.3 Board Arduino Mega 2560 Các tính khác bao gồm hỗ trợ JTAG để lập trình, gở lỗi xử lý cố Với nhớ FLASH lớn SRAM, bo xử lý chương trình hệ thống lớn cách dễ dàng Nó tương thích với loại bo mạch khác tín hiệu mức cao (5V) tín hiệu mức thấp (3.3V) với chân nạp I/O Brownout Watchdog giúp hệ thống đáng tin cậy mạnh mẽ Nó hỗ trợ ICSP lập trình vi điều khiển USB với PC Bảng 2.1 Chi tiết thông số Vi điều khiển Atmega2560 Điện áp hoạt động 5V Điện áp đầu vào (được đề nghị) 7-12V Điện áp đầu vào (giới hạn) 6-20V Số chân Digital 54 (trong 15 chân cung cấp đầu PWM) Số chân Analog 16 Dòng DC cho ngõ vào 40mA Dòng DC cho chân 3,3V 50mA Bộ nhớ flash 256KB 8KB sử dụng nạp khởi động SRAM 8KB EEPROM 4KB Clock Speed 16MHz Chiều dài 101,52mm Bề rộng 53,3mm Trọng lượng 37g Arduino Mega cấp nguồn thông qua kết nối USB với nguồn cung cấp điện bên Các nguồn lượng chọn tự động - Cổng USB: cổng giao tiếp để ta upload code từ PC lên vi điều khiển Đồng thời giao tiếp serial nối tiếp để truyền liệu vi điều khiển máy tính - Jack nguồn: Sử dụng nguồn từ 9-12V, qua Jack có IC 7805 ổn áp - Có 14 chân vào/ra đánh số từ đến 13, ngồi có chân nối đất (GND), chân điện áp tham chiếu (AREF) - Vi điều khiển AVR: xử lý trung tâm toàn bo mạch, mấu Arduino khác chip khác nhau, sử dụng chip điều khiển Atmega2560 Chân nguồn: - GND (Ground): cực âm nguồn điện cấp cho Arduino Khi dùng thiết bị sử dụng nguồn điện riêng biệt chân phải nối với - 5V: cấp điện áp 5V đầu Dòng tối đa cho phép chân 500mA - 3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu Dòng tối đa cho phép chân 50mA - Vin (Voltage Input): để cấp nguồn cho Arduino, ta nối cực dương nguồn với chân cực âm nguồn với chân GND Chân điều khiển: - RESET: Arduino Mega 2560 có sẵn mạch reset với nút ấn để thiết lập lại hệ thống chân sử dụng kết nối thiết bị khác để thiết lập lại điều khiển - XTAL1, XTAL2: Thạch anh (16MHz) kết nối với xung clock cung cấp chung điều khiển - AREF: Chân dùng sử dụng ADC để chuyển đổi tín hiệu với điện áp tham chiếu bên ngồi mà khơng muốn sử dụng điện áp tham chiếu nội 1.1V 5V Các chân Digital (70): - Chân số: Từ 0-53 (số) 0-15 (tương tự) sử dụng làm đầu vào đầu cho thiết bị thiết lập hàm Mode (), digitalWrite (), digitalRead () Chân tương tự (16): - Từ 0-15 (Analog) sử dụng chân đầu vào tương tự cho ADC, khơng sử dụng hoạt động chân digital bình thường Nó thiết lập hàm pinMode () khai báo chân, AnalogRead () để đọc trạng thái chân nhận giá trị kỹ thuật số cho tín hiệu Analog Lưu ý phải cẩn thận để lựa chọn điện áp tham chiếu bên bên ngồi chân Aref Chân có Chức thay thế: - Chân SPI: Chân 22-SS, 23_SCK, 24-MOSI, 25-MISO Các chân sử dụng cho giao tiếp nối tiếp với giao thức SPI để liên lạc hai thiết bị trở lên SPI cho phép bit phải thiết lập để bắt đầu giao tiếp với thiết bị khác - Chân I2C: Chân 20 cho SDA 21 cho SCK (Tốc độ 400Khz) phép liên lạc hai dây với thiết bị khác Hàm sử dụng wire.begin () để bắt đầu chuyển đổi I2C, với wire.Read () để đọc liệu I2C wire.Write () để ghi liệu I2C - PWM chân: Chân 2-13 sử dụng đầu PWM với hàm AnalogWrite () để ghi giá trị PWM từ 0-255 Chân USART: Hình 3.4: Cách gắn encoder khớp trượt nhằm đo chuyển động tính tiến khớp Bằng cách sử dụng puli đầu khớp tịnh tiến, encoder gắn cố định vào pulley hình dây đai kết nối vào trượt Khi khớp chuyển động tịnh tiến đoạn puli xoay giá trị xung tương ứng Cảm biến mô-men dùng thiết bị khớp khớp xoay Nên việc phát mơ-men khớp giúp cho thiết bị trở nên thông minh hơn, tương tác với người sử dụng tốt Thiết bị tập trung vào việc phát giới hạn vị trí góc quay khớp gối, giúp người sử dụng chủ động tìm giới hạn khớp gối cách chủ động Đồng thời việc sử dụng giá trị encoder với cảm biến mơ-men giúp ích cho việc chuẩn đốn vẽ phác đồ hồi phục khớp gối người sử dụng 3.2.2 Cảm biến mơ-men Ngun lí hoạt động : Bản vẽ chi tiết thân cảm biến mô-men trục thể Hình 3.5 32 Hình 3.5 Bản vẽ chi tiết thân cảm biến mô men trục Đặt ràng buộc tải Cảm biến mô-men bắt cố định đế nhờ bu-lơng M6, tay địn gắng cố định lên cảm biến nhờ kẹp Hình 3.6 33 Hình 3.6 Ngẫu lực tác động lên cảm biến mô-men trục Để tạo mô-men lực tác động lên cảm biến dùng ngẫu lực F tác động lên cánh tay địn để đơn giản q trình tính mơ ta thiết lập thơng số ban đầu độ lớn ngẫu lực thay độ lớn Hình 3.7 Cố định cảm biến lên đế 34 Hình 3.8 Mơ men lực tác dụng lên cảm biến theo phương quay quanh trục Y Chia lưới Chia lưới theo kiểu kích thước Hình 3.9 Kết chia lưới 35 Phân tích xuất kết Biến dạng tổng chi tiết Hình 3.10 Kết độ biến dạng Hình 3.11 Độ giãn dài tương đối 0.003215% 36 Hình 3.12 Ứng suất tối đa 2.2656.10 Pa Kết quả: Dưới tác động mô-men có độ lớn 10Nm, độ biến dạng lớn cảm biến đo mô-men 4.8497.106 m, Độ giãn dài tương đối 0.003215% mm ứng suất tối đa 2.2656.107 Pa Các giá trị nằm ngưỡng giới hạn độ biến dạng tương đối giới hạn đàn hồi vật liệu nhôm A5025 Như theo kết mơ phỏng, cảm biến sử dụng để đo mơ-men lực có giá trị 10N.m 37 CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM 4.1 GIỚI THIỆU Thiết bị xây dựng với bật tự do, hỗ trợ khớp gối di chuyển đồng thời đo thông số trục vít, mơ-men góc gấp mở khớp Với khớp xoay khớp tịnh tiến giúp người đeo có cảm giác thoải mái, thiết bị kết nối với chân composite Các thông số đo đươc xây dựng từ liệu thu thập encoder Hình 4.1 Hình 4.1 Thiết bị chế tạo thực tế Hình 4.1 mơ tả thiết bị chế tạo Thiết bị gắn chặt lên thành ghế Trước sử dụng, thiết bị cố định vị trí cho trước để đảm bảo thơng số khớp xác vị trí ban đầu Lúc ta có: 1  90   r2  l20 ;       0   r5  l50   r6  l60 38 (9) 4.2 CÁC BÀI TƯƠNG TÁC Để thử nghiệm hệ thống, nhóm tác giả thực thí nghiệm: - TN1: Điều khiển hệ thống di chuyển theo ý muốn người sử dụng - TN2: Điều khiển cản trở theo chiều mở khớp gối - TN3: Điều khiển cản trở theo chiều gấp khớp gối Để thực thí nghiệm này, nhóm cài đặt điều khiển vịng kín mơ-men tương tác cho thiết bị thông qua cảm biến mô-men gắn đầu trục quay thứ cấu Đây trục quay điều khiển trực tiếp động DC Giá trị đặt điều khiển mô-men tương tác xác định dựa theo công thức sau: M  Mi  M g (10) Với Mi mô-men tương tác mong muốn điều khiển, Mg mô-men sinh khối lượng khâu cấu tác động lên trục quay thứ Kết thực nghiệm thí nghiệm thứ 1, thứ thứ trình bày hình 4.2a, 4.2b, 4.2c, 4.3a, 4.3b, 4.3c 4.4a, 4.4b, 4.4c Hình 4.2a TN1: Các thành phần vec-tơ vận tốc góc đo hệ quy chiếu R0 (1): wx0, (2): wy0, (3): wz0 39 s Hình 4.2b TN1: Các góc quay sinh học khớp gối (1): Gấp – Mở, (2): Vẹo – Vẹo ngoài, (3): Xoay – Xoay Ngồi Hình 4.2c TN1: Dữ liệu đo mô-men tương tác đo cảm biến mô-men 40 Hình 4.3a TN2: Các thành phần vec-tơ vận tốc góc đo hệ quy chiếu R0 (1): wx0, (2): wy0, (3): wz0 Hình 4.3b TN2: Các góc quay sinh học khớp gối (1): Gấp – Mở, (2): Vẹo – Vẹo ngoài, (3): Xoay – Xoay Ngoài 41 Hình 4.3c TN2: Dữ liệu đo mơ-men tương tác đo cảm biến mơ-men Hình 4.4a TN3: Các thành phần vec-tơ vận tốc góc đo hệ quy chiếu R0 (1): wx0, (2): wy0, (3): wz0 42 Hình 4.4b TN3: Các góc quay sinh học khớp gối (1): Gấp – Mở, (2): Vẹo – Vẹo ngoài, (3): Xoay – Xoay Ngồi Hình 4.4c TN3: Dữ liệu đo mơ-men tương tác đo cảm biến mơ-men Hình 4.2a, 4.3a, 4.4a thể thành phần vec-tơ vận tốc khớp hệ quy chiếu (R0) Hướng vec-tơ hướng quay trục quay sinh học khớp gối Ngoài ra, quan sát 43 thêm góc quay khớp gối hình 4.2b, 4.3b, 4.4b, ta thấy rõ minh chứng chuyển động khớp gối chuyển động không gian với đủ thành phần Ngồi chuyển động gấp mở chuyển động với biên độ lớn nhất, chuyển động lại (vẹo trong/ vẹo ngồi, xoay trong/xoay ngồi) có biên độ đáng kể, chuyển động xoay trong/ xoay ngoài, với biên độ lên tới 30º khớp gối gấp mở Ở thí nghiệm thứ Giá trị đặt điểu khiển mô-men tương tác đặt mức Khi người sử dụng gấp mở khớp gối sinh mô-men tương tác Bộ điều khiển tạo chuyển động chiều để đưa mô-men mức Do đó, thiết bị di chuyển theo chuyển động cẳng chân người sử dụng Quan sát giá trị cảm biến mơ-men hình 4.2c, ta thấy mô-men tương tác tăng vọt lên tới 1N.m người sử dụng đảo chiều chuyển động Đây mô-men sinh lực quán tình cấu đảo chiều chuyển động Để triệt tiêu mô-men này, khiến hệ thống trở nên “trong suốt” hơn, thiết cần phải cài đặt dự đoán chuyển động người sử dụng Hình 4.3c 4.4c cho thấy rõ tác động điều khiển mô-men tương tác nhằm cản trở/hỗ trợ chuyển động người sử dụng Mô-men tương tác vọt lên giá trị tối đa thiết bị lập trình cản trở chuyển động gần với thiết bị không lập trình cản trở chuyển động 44 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 KẾT LUẬN Kết trình bày thiết kế chi tiết thiết bị xương ứng dụng việc hỗ trợ thực tập phục hồi chức cho khớp gối Thiết bị gồm cấu bậc tự do, với khớp trượt khớp xoay Ở khớp có gắn đo vị trí khớp Động gắn khớp quay thứ cấu, cho phép điều khiển gấp mở khớp gối người sử dụng Cảm biến mô-men lắp khớp quay đầu tiên, nhằm đo điều khiển mơ-men tương tác Nhược điểm: Các thí nghiệm thực người bình thường mà chưa kiểm tra bệnh nhân Do chưa xây dựng hết tất phương án sử dụng an toàn người sử dụng Ưu điểm: Các thí nghiệm ban đầu thực cho kết hợp lý, trùng khớp với dự đốn nhóm nghiên cứu Trong tương lai gần, kỹ thuật nhanh chóng nghiên cứu trường Đại học Cơng nghệ Sài Gịn xây dựng để phát triển thành sản phẩm thương mại, áp dụng hỗ trợ cho tập phục hồi chức hệ xương khớp Giải pháp an toàn cho người dùng: - Cơng tắc dừng khẩn cấp, đeo vào tay qua sợ dây có cố người đeo giật căng dây làm bật cơng tắc người dùng tự tay bật công tắc để thiết bị dừng (Hoạt động tương tự dây an toàn máy chạy bộ) - Sử dụng cảm biến đo dòng điện để phát dòng tải động - Cảm biến mô-men để theo dõi giá trị mô-men trục khớp gối Nếu có tăng bất thường giá trị vượt ngưỡng mô-men cho phép thiết bị tự dừng - Dây đai thang (V-belt), dây đai ưu điểm loại không sử dụng lực ma sát để truyền động Sử dụng truyền đai bảo vệ an toan cho người sử dụng, có cố đai bị trượt Tuy nhiên, phương pháp phụ thuộc vào lực căng dây khó kiểm sốt độ căng theo thời gian 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Wilson, D R., Feikes, J D., Zavatsky, A B., & O'Connor, J J., 2000 The components of passive knee movement are coupled to flexion angle Journal of Biomechanics 33, 465-473 [2] Viet Anh Dung Cai, Philippe Bidaud, Vincent Hayward, Florian Gosselin, Eric Desailly Self-adjusting, isostatic exoskeleton for the human knee joint 2011 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, pp 612-618 [3] Li, G., Zayontz, S., DeFrate, L E., Most, E., Suggs, J F., & Rubash, H E., 2004 Kinematics of the knee at high flexion angles: an in vitro investigation Journal of Orthopaedic Research 22, 90-95 [4] Ricardo Manuel Millan - Vaquero - Enhanced Visualization of the Knee Joint Functional Articulation Based on Helical Axis – 2016 [5] Thompson, Julie “Design, Construction, and Validation of a Cadaver Knee Motion Testing Device” Hicks JH The mechanics of the foot I The joints J Anat 1953; 87:345-357 [6] Craig, J.J Introduction to Robotics ‐Mechanics and Control 3rd ed Upper Saddle River: Pearson Prentice Hall, 2005 [7] Sopanen, Jussi Studies on Torsion Vibration of a Double Cardan Joint Driveline 1996 Retrieved 200801-22 [8] Grood, E S and Suntay, W J A Joint Coordinate System for the Clinical Description of Three Dimensional Motions: Application to the Knee Journal of Biomechanical Engineering, 1983 46