Design, development and functional evaluation of novel transtibial prostheses
Yeni transtibial protezlerin tasarımı, geliştirilmesi ve fonksiyonel değerlendirilmesi
- Tez No: 928203
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN ÜNAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Mechanical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 145
Özet
Bu çalışma, iki yeni transtibial protezin tasarımı ve geliştirilmesi üzerinedir. Birincisi 3 serbestlik derecesine sahip pasif bir transtibial protez olup, yenilikçi tasarımı sayesinde artırılmış itme desteği sağlamaktadır. Diğer tasarım ise 1 serbestlik derecesine sahip aktif bir transtibial protez olup, yenilikçi tasarımı sayesinde minimize edilmiş bir aktüatör ile tam itme desteği sağlamaktadır. Başlangıçta mevcut çözümler incelenmiş ve mevcut zorluklar kapsamlı bir literatür araştırması ile belirlenmiştir. Ardından, iki durum için kavramsal tasarımlar ve çalışma prensipleri oluşturmak üzere biyomekanik veri analizleri yapılmıştır. Kinematik ve kinetik analizler, tasarım parametrelerini tanımlamak ve bu tasarımların performansını değerlendirmek için gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmaların ardından her bir tasarımın CAD modeli oluşturul-muş ve ayrıntılı dinamik ve yapısal analizde kullanılmıştır. Ayrıntılı dinamik analiz, tasarımların performansını değerlendirmek ve yapısal analiz için protezlere uygulanan kuvvetleri/momentleri sağlamak amacıyla kullanılmıştır. Yapısal analize göre her iki tasarım da minimum kütleye sahip olacak şekilde optimize edilmiştir. Tüm bu tasarım iterasyonlarından sonra, her iki protezin prototip tasarımları elde edilmiş ve bu prototipler inşa edilmiştir. Elektrik bileşenleri tasarlanmış ve protezlerin deneysel bir düzende değerlendirilmesi için gerçek zamanlı bir kontrolör kurulmuştur. Farklı düzeneklerle deneysel testler ve ön testler yapılarak protezlerin işlevselliği ve performansı sağlanmıştır. Bu deneyler, tasarımların değerlendirilmesi ve kullanıcı deneyimleri için validasyonlarının yapılması amacıyla gerçekleştirilmiştir. Bunun ardından, önerilen tasarımlardan biri için başlangıç geri bildirim denemeleri olarak ön yürüyüş denemeleri gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
This study is on the design and development of two novel transtibial prostheses. One passive transtibial prosthesis has 3 DoF and provides improved push-off assistance with its novel design. The other design is a powered transtibial prosthesis that has 1 DoF and provides full push-off support via a minimized actuator, thanks to its novel design. Initially, existing solutions are studied, and the current challenges are identified via a thorough literature search. Then, biomechanical data analyses are conducted to compose the conceptual designs and their working principles for two cases. Kinematic and kinetic analyses are performed to define the design parameters and evaluate the performance of these designs. Following these studies, the CAD model of each design is built and employed in the detailed dynamic and the structural analysis. Detailed dynamic analysis is used to evaluate the designs' performance and provide the applied forces/torques to the prostheses for structural analysis. According to the structural analysis, both designs are optimized for the minimum mass. After all these design iterations, prototype designs of both prostheses are obtained to build these prototypes. The electrical components are designed, and a real-time controller is established to the evaluate prostheses in an experimental setup. Experimental tests with different setups and preliminary tests are conducted to ensure the functionality and performance of the prostheses. These experiments are conducted for both the evaluation of the designs and their validation for the user experiments. Following that, preliminary walking trials are executed for one of the proposed designs as initial attempts for feedback.
Benzer Tezler
- Design, development, and functional evaluation of biomechanically inspired hand and wrist prostheses
Biyomekanikten esinlenen el ve bilek protezlerinin tasarımı, geliştirilmesi ve işlevsel değerlendirilmesi
MAHSA SARRAFI KHOSROWSHAH
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyomühendislikÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN ÜNAL
- Kaktüs meyvesinden (Opuntia ficus-indica L.) betalainlerin yeni yöntemlerle ekstraksiyonu, niyozomal enkapsülasyonu ve gıda uygulaması
Extraction of betalains from cactus pear (Opuntia ficus-indica L.) by novel methods, niosomal encapsulation and food application
BÜŞRA AKDENİZ OKTAY
Doktora
Türkçe
2025
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF YOLAÇANER
PROF. DR. SAİT AYKUT AYTAÇ
- Development of a novel evolutionary algorithm specialized for crystal structure prediction of molecular systems: MCaSP-Evo
Moleküler sistemlerin kristal yapı tahmini için özelleştirilmiş bir evrimsel algoritmanın geliştirilmesi: MCaSP-Evo
DENİZHAN TUTAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM TEKİN
- Bridging the GAP between product and user: A design framework to establish a free relationship with tehnology
Ürün ile kullanıcı arasında köprü kurmak: Teknoloji ile özgür bir ilişki kurabilmek için bir tasarım çerçevesi
ENVER TATLISU
Doktora
İngilizce
2023
Endüstri Ürünleri Tasarımıİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLNAME TURAN
- Mimari tasarımda yapay zekâ yaklaşımı: Makine öğrenmesi ile mekân işlevlerinin tanınması ve üretken çekişmeli ağlarla mimari plan üretimi
Artificial intelligence approach in architectural design: Recognition of space functions with machine learning and architectural plan generation with generative adversarial networks
BERFİN YILDIZ
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLEN ÇAĞDAŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM ZİNCİR