مدل سازی دینامیکی بار وارد بر مفاصل ران و مچ پا، هنگام کار با سمپاش پشتی موتوری

هدف اصلی این مقاله توسعه یک مدل دینامیک هفت لینکی از بدن اپراتور در هنگام کار با سمپاش کوله پشتی موتوری است. این مدل شامل مختصات سمپاش نسبت به بدن، اینرسی چرخشی سمپاش، گشتاور ماهیچه ای وارد بر روی مفاصل و یک کوپلینگ سینماتیکی است که تعادل بدن را بین دو پا حفظ می کند. توابع قید تعیین شدند و معادلات دیفرانسیل غیرخطی حرکت توسط معادلات لاگرانژ استخراج گردیدند. نتایج نشان می دهد که در ابتدا و انتهای مرحله شناوری، تغییرات نامطلوب نیروی مفصل مچ پا قابل توجه است. بنابراین، آسیب مچ پا به دلیل قرار گرفتن در معرض ارتعاش احتمال بیشتری دارد. سپس اثرات دور موتور و جرم سمپاش بر نیروهای مفصل ران و مچ پا بررسی شد. نتایج نشان داد که دور موتور و جرم سمپاش اثرات قابل توجهی بر نیروهای مفصل ران و مچ پا دارد و می تواند به عنوان پارامترهای کنترلی موثر مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، نتایج آنالیز نشان می دهد که با افزایش دور موتور، فرکانس نیروی مفصل ران افزایش می یابد. با این حال، اثرات قابل توجهی بر فرکانس نیروی مفصل مچ پا مشاهده نشده است. نتایج به دست آمده از این تحقیق می تواند راه کارهایی را به محققان در برآورد ساعات کار مجاز با سمپاش های کوله پشتی موتوری، طراحی پروتز و محاسبات نیرویی ایمپلنت های ران در آینده ارایه دهد.