Інтелектуальний протез руки з електротермічним приводом на основі ефекту пам’яті форми
Вантажиться...
Дата
2025
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність: Одним із перспективних напрямів розвитку протезних технологій є застосування штучних м’язів на основі нітинолу. Проте ефективність нітинолових приводів безпосередньо залежить від здатності швидко та стабільно відводити тепло, оскільки саме температура визначає швидкодію, точність і довговічність матеріалу. Інтеграція продуманої системи охолодження стає ключовою умовою для забезпечення повторюваних циклів роботи та наближення рухів протеза до природних. Завдяки поєднанню властивостей нітинолу та ефективної термостабілізації стає можливим створення протезів із більшою кількістю ступенів свободи, високою моторикою та стабільною роботою, що значно підвищує їх функціональність і подібність до людської руки.
Мета: Розробка системи охолодження та контролю за температурою штучного м’язу на основі нітинолу.
Задачі роботи:
1. Оптимізувати роботу нітинолового штучного м’яза шляхом розроблення моделі термодинамічних процесів у сплаві Ni-Ti при імпульсному нагріванні та охолодженні з урахуванням теплової інерційності матеріалу.
2. Розробити систему живлення для протезу.
3. Розробити систему активного охолодження нітинолового приводу для зменшення часу відновлення та підвищення циклічної стабільності роботи штучного м’яза.
4. Створити алгоритм адаптивного керування температурою та деформацією штучного м’язу з використанням мікроконтролера Arduino та системи сенсорів температури для динамічного регулювання режимів роботи протезу в реальному часі.
5. Оптимізувати архітектуру корпусної частини протеза.
6. Провести експериментальні дослідження та порівняльний аналіз ефективності системи із визначенням впливу частоти ШІМ, інтенсивності охолодження та температурних коливань на швидкодію, надійність і енергоефективність штучного м’яза.
7. Визначити технічні переваги, обмеження та перспективи подальшого розвиту технології протеза.
Опис
Ключові слова
нітинол, охолодження, температура, протез, Ni-Tinol, cooling, temperaturе, prosthesis
Бібліографічний опис
Колнаузов, І. О .Інтелектуальний протез руки з електротермічним приводом на основі ефекту пам’яті форми : магістерська дис. : 163 Біомедична інженерія / Колнаузов Іліан Олександрович. - Київ, 2025. - 81 с.