Метод автоматизированного проектирования экзоскелета нижних конечностей с применением параметрического дизайна предназначен для создания медицинских экзоскелетов нижних конечностей под антропометрические параметры оператора, что позволяет снизить погрешность совмещения осей движения суставов экзоскелета и осей движения суставов оператора. Метод основывается на перестроении эталонной модели экзоскелета нижних конечностей под антропометрические данные оператора и включает в себя следующие проектные процедуры: процедуру снятия мерок с оператора, снятие изображения, полученного в результате 3D-сканирования, заполнение формы приложения, учитывающего эксплуатационные требования, вывод перестроенной модели экзоскелета и сопутствующей документации. Для определения элементной базы экзоскелета используется база данных электрорадиокомпонентов, подбираемых под эксплуатационные требования. Для построения каркаса, соответствующего антропометрическим данным, используется предварительно созданная эталонная модель экзоскелета нижних конечностей. Для апробации модели метод также включает в себя виртуальную симуляцию работы через наложение перестроенной модели экзоскелета на 3D-модель оператора, полученную в результате 3D-сканирования, с последующей проверкой анимации движений и совмещения коллизий моделей. Для проверки эффективности было произведено тестирование построения экзоскелетов под антропометрические данные пользователя ручным и автоматическим способами.
1. Воробьев А.А., Засыпкина О.А., Кривоножкина П.С., Петрухин А.В., Поздняков А.М. Экзоскелет – состояние проблемы и перспективы внедрения в систему абилитации и реабилитации инвалидов (аналитический обзор). Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. 2015;(2):9–17.
2. Даминов В.Д., Ткаченко П.В. Экзоскелеты в медицине: мировой опыт и клиническая практика Пироговского Центра. Вестник Национального медико-хирургического Центра им. Н.И. Пирогова. 2017;12(4-2):17–22.
3. Yang K., Fei Jiang Q., Lai Wang X., Wu Chen Y., Yan Ma X. Structural design and modal analysis of exoskeleton robot for rehabilitation of lower limb. Journal of Physics: Conference Series. 2018;1087(6). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1087/6/062004.
4. Дудоров Е.А., Сохин И.Г., Богданов А.А., Колбасин Б.Г. Эргономическое сопровождение разработки антропоморфных робототехнических систем космического назначения. Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2021;(1):16–26. https://doi.org/10.18698/0536-1044-2021-1-16-26.
5. Яцун С.Ф, Понедельченко М.С., Турлапов Р.Н. Синтез управляющих моментов по заданному закону движения трехзвенного манипулятора экзоскелета. Вестник Воронежского института МВД России. 2014;(2):146–152.
6. Орлов И.А., Алисейчик А.П., Меркулова А.Г., Комарова С.В., Белая О.В., Грибков Д.А., Подопросветов А.В., Павловский В.Е., Ефимов А.Р., Бетц К.В. Актуальность использования промышленных экзоскелетов для снижения количества профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата верхней части тела. Медицина труда и промышленная экология. 2019;59(7):412–416. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-7-412-416.
7. Таможний В.А. Проектирование и создание опытных образцов нижних конечностей промышленного экзоскелета. Инновации и инвестиции. 2021;(1):150–153.
8. Малюга О.В. Проектирование экзоскелета. Саратов: Ай Пи Ар Медиа; 2019. 216 c.
9. Kravets A.G., Bolshakov A.A., Shcherbakov M.V. Cyber-Physical Systems: Advances in Design & Modelling. Cham: Springer Nature Switzerland AG; 2020. 347 p.
10. Чернышова Н.Д., Пономарев А.С. Разработка реабилитационных экзоскелетов. Вестник науки и образования. 2022;(1-1):41–45.
Драгунов Станислав Евгеньевич
Волгоградский государственный технический университет
Волгоград, Россия
