Tytuł pozycji:
Models of artificial arm actuated by pneumatic muscles actuators
The paper deals with biomedical engineering (rehabilitation engineering) connected with the design and modelling of artificial arm (prosthetic arm, exoskeleton arm, bionic arm) actuated by pneumatic artificial muscles (PAMs), known also as pneumatic muscle actuators (PMAs). The kinematic and dynamic models of artificial arm are based on the model of the natural biceps-triceps system. The operation of two pneumatic muscles in bi-muscular driving system (BMDS) can be compared to that of natural agonistic-antagonistic muscles. The static model of PMA is determined on the basis of its physical and geometric properties. A phenomenological biomimetic dynamic model of PMA constructed on the basis of energetic-viscoelastic Hill-type muscle model is pro-posed. The virtual model and animation of artificial arm were con-ducted by means of Solid Works software. The presented models of artificial arm are used to design exoskeleton arm of weight and dimensions equivalent to those of human arm.
Praca dotyczy zagadnienia inżynierii biomedycznej (rehabilitacyjnej), związanego z projektowaniem i modelowaniem sztucznego ramienia (protezy ramienia, egzoszkieletu ramienia lub ramienia bionicznego) poruszanego sztucznymi mięśniami pneumatycznymi (PAM), nazywanymi także pneumatycznymi aktuatorami mięśniowymi (PMA). Model kinematyczny i dynamiczny sztucznego ramienia bazuje na naturalnym modelu układu biceps-triceps. Praca dwóch muskułów pneumatycznych w układzie BMDS jest porównywalna do naturalnych mięśni agonistycznych-antagonistycznych. Określono model statyczny PMA, bazując na jego fizycznych i geometrycznych właściwościach. Zaproponowano fenomenologiczno biomimetyczny model dynamiczny PMA, który powstał na podstawie energetycznego wiskoelastycznego modelu muskułu typu Hilla. Wykonano wirtualny model i animacje sztucznego ramienia z użyciem programu SolidWorks. Przedstawione modele sztucznego ramienia zostały wykorzystane do projektowaniu egzoszkieletu ramienia o masie i wymiarach ludzkiego ramienia.
