Yürüme zorluğu çeken çocuklar için destek sistemi gerçekleştirilmesi

Abstract

YÜRÜME ZORLUĞU ÇEKEN ÇOCUKLAR İÇİN DESTEK SİSTEMİ GERÇEKLEŞTİRİLMESİ Bu tez çalışmasında, alt ekstremite bozukluğu olan çocuklar için bir aktif ortez destek sisteminin tasarımı ve EMG tabanlı kontrolü gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan destek sistemi ile hem güç tasarrufu hem de otomatik olarak çalışabilen bir aktif ortez sisteminin sağlanması hedeflenmektedir. Bu sistem yürüme yetkisini kaybetmemiş ancak obezite, spor yaralanmaları veya kas tembelliği gibi sağlık problemlerinden dolayı yürüme zorluğu çeken çocukların yürümelerine yardımcı olmak için kullanılacaktır. Tez çalışması; destek sisteminin mekanik tasarımı, dinamik modellenmesi, kinematik analizi, kontrol sistemi tasarımı ve prototip üretimi bölümlerinden oluşmaktadır. Aktif ortez destek sistemi, SolidWorks yazılımı kullanılarak üç boyutlu olarak modellenmiştir. Tasarlanan bu sistem için, biyomekanik hesaplamalar ve gerekli kinematik analizler yapılmıştır. Klinik yürüyüş analizi (CGA) verileri incelenerek insan anatomisine uygun bir sistemin elde edilmesi hedeflenmiştir ve sistem için gerekli olan tork ve güç değerleri hesaplanmıştır. Matlab/ Simulink kullanılarak EMG tabanlı Sonlu Durum Makinesi yöntemi ile bir kontrol algoritması geliştirilmiştir. Tasarlanan aktif ortez destek sistemini harekete geçirmek için, destek sistemi üzerinde bir aktüatör kullanılması hedeflenmektedir. Destek sistemi, aktüatör ve sensörlerden aldığı komutları kullanarak otomatik olarak çalışabilen bir yapıda olacaktır. Böylece hastanın günlük hayatını kolaylaştıran bir destek sistemi olarak kullanılabilecektir.

REALİZATİON OF A WALKİNG SUPPORT SYSTEM FOR CHİLDREN WHO FACE DİSABİLİTİES İN WALKİNG In this study, an active orthosis support system is designed for the people who have lower extremity disabled. With this system, both the energy efficiency and the ability work automatically are intented. This system can be used by the people who didn’t lose their walking ability completely, for example fat people, injury cause due to sports or due to the weakness in tissues. The research is composed of mechanical designing of the support system, dynamic modeling, kinematics analysis, control system design, and prototype production. Active orthosis support system has been designed in 3D by using solidworks. All the necessary analysis and the biomechanic calculations are done for this system. Clinical gait analysis data is analyzed to be obtained a suitable system of human anatomy. Torque and power required are calculated for system. A control algorithm has been developed by using EMG based finite state machine method through Matlab/ Simulink. In order to bring the active orthosis support system in to motion, an actuator has been used on the support system. This support system, which works automatically by receiving instructions from the actuator, can be helpful in making the everyday life of a patient.