English version

• polskie
podział tematyczny
 
• anglojęzyczne
podział tematyczny
 
Newsletter:

• Zamów informacje o nowościach z wybranego tematu
 
Informacje:

• o księgarni

• koszty wysyłki

• kontakt

• Cookies na stronie

Ekomobilność Tom 2

Innowacyjne rozwiązania poprawy i przywracania mobilności człowieka

Dwutomowa monografia „Ekomobilność” stanowi podsumowanie projektu „ECO-Mobilność”, realizowanego w Politechnice Warszawskiej.

Autorzy monografii reprezentują różne specjalności naukowe. Projekt „ECO-Mobilność” zrealizowano w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka dofinansowanego z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.

„Ekomobilność” to systemy i środki związane z przemieszczaniem się osób, zwłaszcza w aglomeracjach miejskich, przyjazne środowisku i w sposób oszczędny zużywające energię. Uwzględniają w swojej konstrukcji potrzeby osób o ograniczonej mobilności związanej z wiekiem oraz będących ofiarami chorób cywilizacyjnych czy wypadków drogowych.

Drugi tom poświęcono przede wszystkim osobom niepełnosprawnym, a prezentowane systemy i środki służą poprawie lub wspomożeniu ich mobilności. Przedstawiono w nim System Pionizacji i Wspomagania Ruchu oraz proces projektowania i konstruowania pierwszego polskiego egzoszkieletu. Zaprezentowano również innowacyjne wózki inwalidzkie o napędzie elektrycznym i ręcznym. Opisano ponadto symulator do nauki jazdy wózkiem, który jednocześnie pełni funkcję stanowiska badawczego do analiz wysiłku mięśniowego z wykorzystaniem sygnałów EMG. Omówiono także zewnętrzne stabilizatory ortopedyczne do leczenia czynnościowego złamań okołostawowych, prezentując ich nowe konstrukcje jako podsumowanie ponaddwudziestoletniej współpracy z naukowcami z Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Opisano wreszcie koncepcję polskiej endoprotezy stawu biodrowego z krótkim trzpieniem, stanowiącej rozwiązanie pośrednie między protezą bezcementową a cementową z wykorzystaniem cementów osteoindukcyjnych.

Wykaz ważniejszych oznaczeń
Wstęp

Część I  SPiWR - robot ortotyczny

1. Wprowadzenie

2. Robot ortotyczny jako system mechatroniczny
2.1. Wprowadzenie
2.2. Sterowany proces
2.3. Układy wykonawcze
2.4. Układy pomiarowe
2.5. Interfejsy użytkownika
2.5.1. Urządzenia do wprowadzania informacji
2.5.2. Urządzenia informujące
2.6. Podsumowanie

3. Funkcje robota ortotycznego
3.1. Wprowadzenie
3.2. Podstawowe funkcje ruchowe
3.2.1. Chód
3.2.2. Wchodzenie i schodzenie po schodach
3.2.3. Wstawanie i siadanie
3.2.4. Analiza przebiegów ruchu
3.3. Funkcje dodatkowe
3.3.1. Wprowadzenie
3.3.2. Skręcanie w miejscu (obrót w miejscu)
3.3.3. Chodzenie bokiem
3.3.4. Kucanie i schylanie się
3.3.5. Blokowanie ustalonej pozycji
3.3.6. Dostosowanie długości kroku
3.4. Funkcje pomocnicze
3.4.1. Wprowadzenie
3.4.2. Możliwość zamocowania kul
3.4.3. Zamontowanie układu GPS w panelu sterującym
3.4.4. Umieszczenie w SPiWR kieszeni i schowków
3.4.5. Komunikacja urządzenia z personelem nadzorującym
3.5. Funkcje bezpieczeństwa
3.5.1. Wprowadzenie
3.5.2. Identyfikacja zagrożeń
3.5.3. Analiza ryzyka
3.5.4. Planowanie reakcji na sytuacje niebezpieczne
3.5.5. Techniczna realizacja podstawowych funkcji systemu bezpieczeństwa

4. Medyczne, ekonomiczne i społeczne warunki stosowania systemów wspomagających ruch
4.1. Wprowadzenie
4.2. Uwarunkowania medyczne
4.2.1. Przyczyny niedowładu kończyn dolnych
4.2.2. Choroby kończyn dolnych prowadzące do dysfunkcji układu ruchu
4.2.3. Społeczna skala problemu
4.2.4. Wskazania i przeciwwskazania do zastosowania systemu
4.2.5. Wymagania użytkowe dla systemu pionizacji i wspomagania ruchu
4.3. Uwarunkowania ekonomiczno-społeczne
4.3.1. Badania preferencji potencjalnych użytkowników
4.3.2. Analiza rynku potencjalnych producentów
4.3.3. Postrzeganie systemu przez społeczność osób zdrowych
4.3.4. Forma wzornicza urządzenia wspomagającego ruch
4.3.5. Koncepcja interfejsu użytkownika projektowanego urządzenia

5. Techniczne środowisko pracy robota ortotycznego
5.1. Wprowadzenie
5.2. Schody jako element infrastruktury życiowej
5.2.1. Wiadomości wstępne
5.2.2. Schody klasyczne
5.2.3. Akceptowalność profilu schodów
5.2.4. Podsumowanie
5.3. Współpraca robota ortotycznego z innymi urządzeniami transportowymi
5.3.1. Wiadomości wstępne
5.3.2. Współpraca urządzenia z wózkami inwalidzkimi
5.3.3. Współpraca urządzenia z ekosamochodem
5.3.4. Współpraca urządzenia z Personal Rapid Transit (PRT)
5.4. Wykorzystanie urządzenia w miejscach publicznych
5.4.1. Stacje ładowania akumulatorów
5.4.2. Wypożyczalnie urządzeń

6. Projektowanie podsystemów robota ortotycznego
6.1. Wprowadzenie
6.2. Podsystem mechaniczny
6.2.1. Funkcje podsystemu mechanicznego
6.2.2. Określenie typu kinematyki
6.2.3. Określenie kinematyki elementów struktury nośnej
6.2.4. Układ kinematyczny struktury nośnej wzdłuż nóg użytkownika
6.2.5. Modele przestrzenne sylwetki ludzkiej
6.3. System sterowania
6.3.1. Założenia do systemu sterowania
6.3.2. Analiza stopnia centralizacji układu sterowania
6.3.3. Analiza topologii systemu komunikacyjnego
6.3.4. Dobór sieci komunikacyjnej
6.3.5. Podsumowanie
6.4. Źródło energii pomocniczej
6.4.1. Wprowadzenie
6.4.2. Szacunkowe zapotrzebowanie na energię
6.4.3. Przegląd rodzajów ogniw elektrochemicznych (Linden and Reddy 2002, Buchmann 2001)
6.4.4. Charakterystyki akumulatorów litowo-jonowych

7. System pionizacji i wspomagania ruchu
7.1. Budowa mechanicznego podsystemu robota
7.1.1. Pas piersiowo-biodrowy
7.1.2. Układy ruchu stawów biodrowych i kolanowych
7.1.3. Układ ruchu stopy
7.2. Układy sterujące
7.2.1. Architektura systemu
7.2.2. Rozmieszczenie układów elektronicznych w systemie
7.3. Interfejs użytkownika
7.3.1. Stany logiczne pilota
7.3.2. Struktura pilota
7.3.3. Menu pilota

8. Modelowanie systemu pionizacji i wspomagania ruchu
8.1. Wprowadzenie
8.2. Struktura modelu
8.2.1. Założenia
8.2.2. Struktura modelu
8.3. Model struktury mechanicznej
8.3.1. Modelowanie części ciała
8.3.2. Modelowanie mechanicznej struktury robota
8.3.3. Połączenie elementów robota i człowieka
8.4. Model układów napędowych
8.4.1. Model napędu
8.4.2. Model przekładni
8.4.3. Modele obciążeń
8.4.4. Sygnały odniesienia
8.5. Modelowanie kinematyki chodu
8.6. Modelowanie kontaktu robota z podłożem
8.7. Modelowanie dynamiki chodu
8.8. Uruchomienie modelu

9. Badania robota ortotycznego
9.1. Wprowadzenie
9.2. Badania prototypu
9.2.1. Uruchomienie funkcji chodu
9.2.2. Ocena współpracy systemu z użytkownikiem (manekinem)
9.3. Stanowiska badawcze
9.3.1. Wprowadzenie
9.3.2. Wymagania
9.3.3. Stanowisko stacjonarne
9.3.4. Stanowisko demonstracyjne
9.4. Symulacyjne badania układów wykonawczych robota
9.4.1. Wprowadzenie
9.4.2. Eksperymenty symulacyjne
9.4.3. Podsumowanie

10. Uwagi końcowe
10.1. Podsumowanie projektu
10.1.1. Struktura mechaniczna
10.1.2. Układy elektroniczne
10.1.3. Oprogramowanie
10.1.4. Alternatywne rozwiązania techniczne
10.2. Dalsze prace
10.2.1. Modyfikacje konstrukcji
10.2.2. Dobór technologii mechanicznych
10.2.3. Rozwój oprogramowania
10.2.4. Rozwój interfejsu użytkownika

Bibliografia do cz.1 t. II

Część II  Wózki inwalidzkie

11. Wprowadzenie do problematyki wózków inwalidzkich

12. Dźwigniowy wózek inwalidzki
12.1. Rodzaje aktywnych wózków inwalidzkich
12.1.1. Ręczne wózki inwalidzkie napędzane poprzez ciągi
12.1.2. Ręczne wózki inwalidzkie napędzane poprzez korby
12.1.3. Ręczne wózki inwalidzkie napędzane poprzez dźwignie
12.1.4. Porównanie cech użytkowych ręcznych wózków inwalidzkich
12.1.5. Wózki dźwigniowe - zalety, wady i przeznaczenie
12.2. Wózek dźwigniowy w projekcie "ECO-Mobilność"
12.2.1. Wprowadzenie
12.2.2. Stanowisko badawcze wózka dźwigniowego
12.2.3. Synteza toru pomiarowego stanowiska badawczego
12.3. Empiryczna metoda optymalizacyjna układu dźwigni wózka inwalidzkiego
12.3.1. Wprowadzenie
12.3.2. Elektromiografia powierzchniowa
12.3.3. Analiza ilości tlenu pochłanianego przez człowieka podczas pracy z dźwigniami napędowymi oraz analiza tętna
12.3.4. Plan eksperymentu
12.3.5. Przygotowanie stanowiska badawczego przed wykonaniem doświadczeń
12.3.6. Ocena aktywności mięśni ludzkich podczas jazdy wózkiem
12.3.7. Analiza ilości tlenu pochłanianej przez człowieka podczas jazdy wózkiem oraz analiza zmian tętna
12.4. Analityczna metoda optymalizacyjna wybranych parametrów wózka dźwigniowego
12.4.1. Zarys metody
12.4.2. Plan eksperymentu w analitycznej metodzie optymalizacyjnej
12.4.3. Wyznaczanie maksymalnej energii wydatkowanej przez człowieka poprzez dźwignie napędowe
12.4.4. Poszukiwanie rozwiązania zadania optymalizacyjnego
12.5. Porównanie metod optymalizacyjnych
12.5.1. Przyczyny rozbieżności wyników
12.5.2. Próba modyfikacji analitycznej metody obliczeniowej
12.5.3. Końcowa ocena działania zaproponowanej metody analitycznej
12.6. Przedprototyp wózka dźwigniowego

13. Wózek elektryczny
13.1. Wprowadzenie
13.2. Możliwości współczesnych konstrukcji wózków inwalidzkich
13.3. Koncepcja własna wózka o specjalnych możliwościach
13.4. Analiza problemu pokonywania przeszkód przez wózek inwalidzki
13.4.1. Model statyczny - wiadomości wstępne
13.4.2. Analiza wpływu doboru parametrów elementów modelu na realizację zadania pokonania przeszkody
13.4.3. Wpływ parametrów geometrycznych przeszkody (schodów)
13.4.4. Optymalizacja wybranych parametrów konstrukcji
13.5. Model dynamiki
13.5.1. Wiadomości wstępne - charakterystyka modeli
13.5.2. Analiza sił występujących w obszarach kontaktu z podłożem
13.5.3. Wyznaczenie zakresu wartości parametrów tarcia, przy których wózek poprawnie wjeżdża na różne schody
13.5.4. Analiza momentów napędzających człony modelu
13.5.5. Wyznaczenie przyspieszeń drgań elementów modelu
13.5.6. Symulacyjna analiza komfortu jazdy
13.6. Budowa prototypu wózka inwalidzkiego
13.6.1. Laboratoryjne badania doświadczalne własności jezdnych prototypowej konstrukcji wózka
13.6.2. Analiza oddziaływań dynamicznych na osobę poruszającą się na wózku inwalidzkim
13.7. Podsumowanie i wnioski

Część III  Nowoczesne stabilizatory i endoprotezy

14. Nowoczesne stabilizatory w osteosyntezie zewnętrznej
14.1. Wprowadzenie
14.2. Rys historyczny
14.3. Polskie rozwiązania konstrukcyjne
14.4. Doświadczenia kliniczne
14.5. Problematyka własności kinematycznych stawów
14.5.1. Badania eksperymentalne kinematyki stawu kolanowego
14.5.2. Modelowanie i badania symulacyjne
14.5.3. Koncepcja sterowania
14.5.4. Wybrane rozwiązania konstrukcyjne
14.5.5. Badania eksperymentalne stabilizatora wraz z tłumikiem z cieczą magnetoreologiczną

15. Proteza stawu biodrowego. Trzpień protezy
15.1. Wprowadzenie
15.2. Innowacyjne rozwiązanie protezy z krótkim trzpieniem
15.3. Badania wytrzymałościowe konstrukcji
15.3.1. Badania symulacyjne endoprotezy szkieletowej w zakresie wypełniania substancją osteoindukcyjną
15.3.2. Analizy wytrzymałościowe trzpienia endoprotezy
15.4. Szybkie prototypowanie. Demonstracja metody instalacji protezy
15.4.1. Opracowanie prototypów technikami Rapid Prototyping
15.4.2. Badania i ocena możliwości osadzenia przedprototypów endoprotez "krótki trzpień" z zastosowaniem biologicznych spoiw kostnych w jamie szpikowej bliższej nasady kości udowych (soft bone) w warunkach laboratoryjnych
15.5. Podsumowanie

Bibliografia do cz.2 t. II

328 stron, Format: 16.5x23.5cm, oprawa twarda