Експериментальна установка визначення розподілу тиску в куксоприймачах протезів нижніх кінцівок

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorСемінська, Наталія Валеріївна
dc.contributor.authorДейлід, Денис Сергійович
dc.date.accessioned2026-08-20T13:19:30Z
dc.date.available2026-08-20T13:19:30Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractМетою дипломного проєкту є створення лабораторної установки, призначеної для моделювання реальних умов експлуатації куксоприймачів протезів нижніх кінцівок. Установка має забезпечувати відтворення навантажень, характерних для процесів стояння та ходи, із можливістю точного контролю та вимірювання динамічних параметрів. Основним завданням є дослідження внутрішнього розподілу тисків і зсувних напружень у куксоприймачі під час дії осьових навантажень, що дозволить оцінити комфорт і безпеку користувача, виявити локальні піки тиску. У першому розділі даного проєкту розглянуто види ампутацій нижніх кінцівок людини вище колінного суглоба, форми гільз куксоприймачів, датчики для зняття фізичних показників, їх області застосування, фізичний принцип роботи та способи розташування. Другий розділ присвячений розробці та розрахункам мехатронної системи. Було розташовано п’єзорезистивні датчики Taidacent RXD 1016 на межі кінцівка-куксоприймач. Підібрано матеріал для пневматичних подушок з умовою біосумісності відповідно до міжнародних стандартів та розраховано їх міцнісні характеристики. Для забезпечення навантажень розраховано та підібрано елементи пневматичної системи. Щоб забезпечити автономність роботи, обчислено необхідний об’єм енергоносіїв. Оскільки система має вимірювати данні у режимі реального часу та бути мобільною, підібрано електронні компоненти, складено електронну схему їх під’єднання та написано програмний код, використовуючи мову С++, для підвантаження його на мікропроцесор плати Arduino Mega. Проведено розрахунок та аналіз кріплення гільзи куксоприймача до штатива методом скінченних елементів, виявлено найбільш навантажений спосіб кріплення. Методом адитивних технологій у третьому розділі дипломного проєтку запропоновано спосіб виготовлення куксоприймача. Підібрано матеріал для друку, беручи до уваги технологічні можливості виробництва, та забезпечено подальший постоброблювальний етап. Останній розділ дипломного проєкту відповідає за охорону праці. Розглянуто можливі небезпеки експлуатації виробничого обладнання. Запропоновано заходи для забезпечення санітарно-гігієнічних та безпечних для здоров’я людини умов праці. Таким чином, реалізація такого проєкту дозволить створити експериментальну платформу для комплексної оцінки механічних і ергономічних властивостей протезних систем, оптимізації конструкції приймачів під різні типи ампутацій і матеріали, а також для валідації чисельних моделей методом скінченних елементів. Новизна роботи полягає в інтеграції багатоосьового навантаження з просторовим аналізом внутрішніх тисків, що відкриває можливість формування карт навантаження у часі та створення бази даних для подальшої оптимізації конструкцій куксоприймачів у напрямі підвищення комфорту та безпеки користувачів протезів.
dc.description.abstractotherThe theme of diploma project is to create a laboratory setup designed to simulate real operating conditions for stump receivers for lower limb prostheses. The installation should provide the reproduction of loads characteristic of standing and walking processes with the possibility of precise control and measurement of dynamic parameters. The main task is to study inner pressure and shear stress distribution in the stump receiver during axial loads, which will allow to assess the comfort and safety of the user, to detect local pressure peaks. In the first part of the project were done an overview of amputation of the lower limbs of humans above the knee joint, the shapes of stump receiver sleeves, sensors for measuring physical indicators, their areas of application, the physical principle of operation, and methods of placement. Chapter 2 is devoted to the development and calculations of mechatronic system. Piezoresistive sensors Taidacent RXD 1016 were placed at the limb-stub receiver interface. The material for pneumatic cushions with the condition of biocompability in accordance with international standards was selected and their strength characteristics were calculated. To provide the loads, the elements of the pneumatic system were calculated and selected. To ensure the autonomy of operation, the required volume capacity of the energy carriers was calculated. Since the system should measure data in real time and be mobile, electronic components were selected, an electronic diagram of their connection was drawn and the program code was written using the C++ language to upload it to the Arduino Mega microprocessor. The calculation and analysis of the attachment of the stub receiver sleeve to the tripod using finite element method was carried out, the most loaded method of attachment was identified. Using the additive technology method, a method for manufacturing a stump receiver in the third section of the diploma thesis is proposed. The material for printing was chosen, taking into account the technological capabilities of production, and a further post-processing is provided. The last section of the diploma project is responsible for labor protection. Possible dangers of operating production equipment are considered. Measures are provided to ensure sanitary, hygienic and safe working conditions for human health. Thus, the implementation of such a project will allow creating an experimental platform for a comprehensive assessment of the mechanical and ergonomic properties of prosthetic systems, optimizing the design of receivers for different types of amputations and materials, as well as for validating numerical models using the finite element method. The novelty of the work lies in the integration of multiaxial loading with spatial analysis of internal pressures, which opens up the possibility of forming load maps over time and creating a database for further optimization of stump receiver design in the direction of increasing the comfort and safety of prothesis users.
dc.format.extent85 с.
dc.identifier.citationДейлід, Д. С. Експериментальна установка визначення розподілу тиску в куксоприймачах протезів нижніх кінцівок : дипломний проєкт … бакалавра : 131 Прикладна механіка / Дейлід Денис Сергійович. – Київ, 2026. – 85 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/82651
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectмехатронна система
dc.subjectгільза куксоприймача
dc.subjectп’єзорезистивні датчики Taidacent RXD 1016
dc.subjectпневматичні блейдери
dc.subjectпневматичне обладнання
dc.subjectавтономна система
dc.subjectArduino Mega
dc.subjectметод скінченних елементів
dc.subjectадитивні технології
dc.subjectохорона праці
dc.subjectmechatronic system
dc.subjectstump receiver sleeve
dc.subjectpiezoresistive sensors Taidacent RXD 1016
dc.subjectpneumatic bladders
dc.subjectpneumatic equipment
dc.subjectautonomous system
dc.subjectfinite element method
dc.subjectadditive technologies
dc.subjectoccupational safety
dc.titleЕкспериментальна установка визначення розподілу тиску в куксоприймачах протезів нижніх кінцівок
dc.title.alternativeExperimental Setup for Determining Pressure Distribution in Lower Limb Prosthetic Sockets
dc.typeBachelor Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Deilid_bakalavr.pdf
Розмір:
3.18 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Бакалаврські роботи (ПГМ)
Бакалаврські роботи