便携式动力踝足矫形器(PPAFO)。
紧凑高效流体动力中心(CCEFP)的最低功率试验台旨在开发人类辅助设备的技术。这个试验台的平台一直在开发便携式流体动力矫形器。物理医学和康复学需要创造矫形装置,以更好地满足肢体无力或瘫痪患者的需求。这些需求包括在行走时产生脚踝扭矩以双向支撑足部的能力。
便携式动力踝足矫形器(PPAFO)是一种为满足双向扭矩辅助需求而设计的气动设备。PPAFO的一个新特点是它的便携性,由气动电源提供动力,通常是一个压缩的二氧化碳瓶。电源的便携特性允许用户在任何环境下佩戴PPAFO,远离实验室缆绳和测试设备。
便携式压缩CO2瓶的一个限制是可以储存的燃料数量有限。有限的燃料导致PPAFO系统的运行时间有限。根据CCEFP的主要目标之一,即提高流体动力的效率,为PPAFO开发了废气回收方案。
这种气动循环方案被开发用于从一个驱动方向捕获排气,并将捕获的排气重新路由到反向驱动方向。在PPAFO的应用中,基于步态辅助的特定功率需求,该方案工作得非常好。
无(A)和有(B)回收的PPAFO气动电路图。
在行走过程中,脚踝在跖屈(脚趾向下)方向产生的扭矩比背屈(脚趾向上)方向产生的扭矩大。气动系统设计为根据辅助方向调节施加的扭矩量。在最初的气动系统设计中,跖屈扭矩是由CO2瓶压力调节器调节的,而背屈扭矩则使用了一个二级直列压力调节器来进一步下调压力,因为在摆动过程中支撑脚和脚趾所需的扭矩更小。两个驱动方向均由便携式有限CO2瓶提供动力。在回收方案中,植物屈曲驱动由CO2瓶提供动力,并由瓶调节器调节,这与原来的气动设计相同。
PPAFO。
循环发生时,废气从跖屈驱动器被捕获到一个蓄能器。然后,不再使用CO2瓶为背倾驱动提供动力,也不再通过降低压力来降低扭矩,而是使用累积的废气为背倾驱动提供动力,而这些废气已经处于适合背倾驱动的较低压力。采用循环气动回路为PPAFO提供动力,整体系统效率从27分钟提高到47分钟,提高了75%,使PPAFO的使用时间更长,而无需重新填充或更换燃料供应。
由伊利诺伊大学香槟分校医学博士/博士Morgan K. Boes女士贡献。
了下:软管•包裹+袖子,气动设备+组件
