Human neck dynamic modeling and designing assistive neck device design for neck painprevention
İnsan boyun dinamik modeli ve boyun ağrısı önleyici yardımcı cihaz tasarımı
- Tez No: 983126
- Danışmanlar: DOÇ. DR. POLAT ŞENDUR, DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN ÜNAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyomedikal mühendisliği, Dinamik modelleme, Dinamik tasarım, Biomedical engineering, Dynamic modelling, Dynamic design
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Boyun a ̆grısı, ̈ozellikle ofis calıs ̧anları, ̧ uzun sure ̈ ayakta calıs ̧anlar ̧ ve is ̧ sırasında uzun s ̈ure sabit pozisyonda kalan kis ̧iler arasında yaygın g ̈or ̈ulen bir kas-iskelet sistemi sorunudur. Uzun s ̈ureli ̈one e ̆gik boyun durus ̧u kas yorgunlu ̆guna, artan EMG aktivitesine ve a ̆grı es ̧i ̆ginde azalmaya yol ac ̧arak yas ̧am kalitesini ve verimlili ̆gi d ̈us ̧ ̈urmektedir. Bu c ̧alıs ̧ma, sa ̆glıklı durus ̧u destekleyerek boyun a ̆grısını ̈onlemeye yardımcı olmak amacıyla gelis ̧tirilen NACK (Neck Assistive Cervical Kit) adlı yenilikc ̧i bir boyun destek cihazını tanıtmaktadır. Sistem, as ̧ırı boyun fleksiyonunu sınırlamak ic ̧in standart bir ofis sandalyesine entegre edilmis ̧ destekleyici bir kafa bandından olus ̧ur. Gerc ̧ekc ̧i boyun hareketlerini sim ̈ule edebilmek ic ̧in MSC ADAMS ortamında 6 serbestlik dereceli (6-DOF) ayrıntılı bir biy-omekanik boyun modeli gelis ̧tirilmis ̧tir. Deney Tasarımı (DoE) y ̈ontemiyle optimum yay sertli ̆gi ve konumları belirlenmis ̧tir. Nihai tasarım SOLIDWORKS'te detaylandırılmıs ̧, sonlu elemanlar analizi (FEA) ile test edilmis ̧ ve hafiflik ve konfor ic ̧in 3B baskı ile pro-totip ̈uretilmis ̧tir.20 katılımcı ile yapılan deneylerde sternokleidomastoid (SCM) ve ̈ust trapez (UT) kaslarına y ̈uzey EMG sens ̈orleri yerles ̧tirilmis ̧, IMU verileri kullanılmıs ̧tır. Sonuc ̧lar, SCM ve UT aktivitesinde azalma ve toplam boyun kas kuvvetinde y ̈uzde 25 d ̈us ̧ ̈us ̧ g ̈ostermis ̧tir. Model aynı zamanda derin boyun kaslarının analizine de imkˆan tanımak-tadır. Bu bulgular, NACK'in ofis calıs ̧anları ̧ ic ̧in pratik ve ergonomik bir ̈onleyici destek c ̈oz ̈um ̈u ̧ olabilece ̆gini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Pain in the neck is a frequent musculoskeletal issue, particularly among office employ- ees, those who remain standing for extended durations, and individuals who hold static positions for a long time. Continuous forward neck flexion leads to muscle fatigue, ele- vated EMG activity, and decreased pain tolerance, negatively impacting quality of life and productivity. This research presents NACK (Neck Assistive Cervical Kit) — an aid cre- ated with a comprehensive multibody neck model to assist in preventing neck discomfort by promoting proper posture. The system integrates a helpful headband with a conven- tional office chair to reduce excessive neck bending. A 6-DOF biomechanical neck model was created in MSC ADAMS to replicate realistic neck motions. The optimal placement and stiffness of the spring were identified using Design of Experiments (DOE). The ul- timate design was enhanced in SOLIDWORKS, evaluated with finite element analysis (FEA), and prototyped using 3D printing for weight and comfort. Twenty participants underwent tests using surface EMG sensors placed on the sternocleidomastoid (SCM) and upper trapezius (UT), along with IMU data. Findings indicated diminished SCM and UT activity along with a 25% reduction in total neck muscle force, demonstrating the pre- ventive advantage of the design. The model is capable of analyzing deep neck muscles, showcasing NACK's ability as a practical, ergonomic solution to alleviate neck strain for individuals working at desks.
Benzer Tezler
- Design, control and implementation of CoCoA: A human-friendly autonomous service robot
Güvenli servis robotu CoCoA'nın insan uyumlu tasarımı, kontrolü ve hayata geçirilmesi
GÖKAY ÇORUHLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VOLKAN PATOĞLU
- Dynamic characterisation of human neck for impact applications
Çarpışma uygulamaları için insan boynunun dinamik özelliklerinin belirlenmesi
BURAK EMRE ÖZCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK HİMMETOĞLU
- A dummy head and neck model for both frontal and rear impacts
Önden ve arkadan çarpışmalar için bir manken kafa-boyun modeli
YASİN DEMİRER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK HİMMETOĞLU
- Robot hücresi içerisinde yapay zekâ ve görüntü işleme tabanlı parça besleme kontrolü
Artifical intelligence and image processing-based part feeding control in a robot cell
ENESALP ÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMED KÜRŞAD UÇAR
- Karting sporcularında reaksiyon zamanı, kavrama kuvveti, boyun stabilitesi ve postürün değerlendirilmesi
Evaluation of reaction time, grip strength, neck stability and posture in karting athletes
AYŞE BEGÜM KARDEŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Fizyoterapi ve RehabilitasyonBaşkent ÜniversitesiFizyoterapi ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAN ÖZÜNLÜ PEKYAVAŞ