Інтелектуальний протез руки з електротермічним приводом на основі ефекту пам’яті форми

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorБілошицька, Оксана Костянтинівна
dc.contributor.authorКолнаузов, Іліан Олександрович
dc.date.accessioned2026-02-20T12:17:50Z
dc.date.available2026-02-20T12:17:50Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractАктуальність: 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.
dc.description.abstractotherRelevance: One of the promising areas of development of prosthetic technologies is the use of artificial muscles based on Ni-Tinol. However, the effectiveness of Ni-Tinol drives directly depends on the ability to quickly and stably remove heat, since it is the temperature that determines the speed, accuracy and durability of the material. Integration of a well-thought-out cooling system becomes a key condition for ensuring repeated work cycles and bringing the prosthesis movements closer to natural ones. Thanks to the combination of Ni-Tinol properties and effective thermal stabilization, it becomes possible to create prostheses with a greater number of degrees of freedom, high motility and stable operation, which significantly increases their functionality and similarity to the human hand. Objective: Development of a cooling and temperature control system for an artificial muscle based on Ni-Tinol. Tasks of the work: 1. Optimize the operation of a nitinol artificial muscle by developing a model of thermodynamic processes in the Ni-Ti alloy during pulsed heating and cooling, taking into account the thermal inertia of the material. 2. Develop a power supply system for the prosthesis. 3. Develop an active cooling system for the nitinol drive to reduce the recovery time and increase the cyclic stability of the artificial muscle. 4. Create an algorithm for adaptive control of the temperature and deformation of the artificial muscle using an Arduino microcontroller and a system of temperature sensors for dynamic regulation of the prosthesis operating modes in real time. 5. Optimize the architecture of the body part of the prosthesis. 6. Conduct experimental studies and comparative analysis of the system efficiency to determine the influence of the PWM frequency, cooling intensity and temperature fluctuations on the speed, reliability and energy efficiency of the artificial muscle. 7. Identify technical advantages, limitations and prospects for further development of the prosthesis technology.
dc.format.extent81 с.
dc.identifier.citationКолнаузов, 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.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78929
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectнітинол
dc.subjectохолодження
dc.subjectтемпература
dc.subjectпротез
dc.subjectNi-Tinol
dc.subjectcooling
dc.subjecttemperaturе
dc.subjectprosthesis
dc.subject.udc617.57-77
dc.titleІнтелектуальний протез руки з електротермічним приводом на основі ефекту пам’яті форми
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Kolnauzov_magistr.pdf
Розмір:
1.98 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

Магістерські роботи (БМІ)
Магістерські роботи