Бул изилдөө, жүрүш машыгуусу sırasında ийин флексия-экстензия hareketi oluşайланымarak кол сермелүүсүн başlatmak үчүн иштелип чыккан тагыла турган бир Arm Swing Facilitator Device (ASFD) прототипinin дизайнını жана uygulanabilirliğini изилдейт. Система; аркаa yerleştirilen 260 W щеткасыз мотор, жалпы 12:1 катышlı эки баскычтуу ремень-шкив трансмиссияu, Bowden кабели aktarımı жана geniş ийин иш аймагы sağlamak amacıyla колдонулган кош параллелограмм байланыш механизмиndan турат. Statik жүк deneyinde 15,09 N·m, динамикалык deneyde 3,417 kg жалпы тест массасы жана 1,1 Hz koşulunda 10,74 N·m maksimum чыгуу торку кол учуда edilmiştir. Беш дени сак эркек катышуучуyla тик туруп жана колlar pasif токтоumdayken yapılan uygulanabilirlik deneyinde түзмөк 0,8, 1,0 жана 1,2 Hz frekanslarında кол сермелүүсүн oluşайланымabilmiştir. Buna karşılık изилдөө жүрүш sırasında же неврологиялык/клиникалык бейтап grubunda реабилитация etkinliği тест etmemiştir.

Изилдөөnın негизги mühendislik максатi болжол менен 1 Hz жүрүш ritmine karşılık келген циклsкол учу кол кыймылыni oluşайланымurken актуаторün ağırlığını колдонуучуnın колundan uzaklaştırmak, ийинun башка serbestlik derecкол учуerini mümkün olduğunca korumak жана fizyolojik ийин торку mertebesine жакын бир destek üretmektir. Дизайн максатi болжол менен 12 N·m катары bкол учуirlenmiştir. Motorun nominal моментu болжол менен 1,02 N·m olduğundan 3:1 жана 4:1 эки өткөрүү баскычыyle жалпы 12:1 токту чоңойтуу катышı долбоорлонгон.

Transmisyon deneyleri, жалпы mekanik натыйжалуулукliliğin hareket frekansına ылайык değiştiğini көрсөткөн. Toplam натыйжалуулук 0,8 Hz'да %82,9, 1,0 Hz'да %86,5 жана 1,2 Hz'да %90,1 катары өлчөнгөн. Aynı koşullarda жалпы mekanik kayıp sırasıyla %17,1, %13,5 жана %9,9'токто. Изилдөөчүлөр дагы жүкsek frekanstaki натыйжалуулук artışını ремень kavramasının iyileşmesi жана жылышnın azalmasıyla байланыштыратdir.

Omuz иш аймагы bтокından түзмөк флексия/экстензия жана абдукция/аддукция hareketlerinin ири bölümünü korumuşайланым; бирок ротация дагы sınırlıdır. İnsan deneyi sırasında ASFD менен өлчөнгөн maksimum абдукция 129,76°, флексия 125,5°, экстензия 36,93°, тышкы ротация 24,58° жана ички ротация 56,21° катары билдирилген. Изилдөөnın tartışmasında тышкы ротация kжылуулукtının түзмөктүн максатlenen кол сермелүүсү тапшырманы açжылуулукndan kabul edilebilir bulunduğu bкол учуirtilmektedir.

Түркия жагынан: Изилдөө Türkiye'deki клиникалык колдонмоlar, реабилитация merжолуleri же бейтап популяцияları үстүндө реалдууleştirilmemiştir. Демек түзмөктүн Türkiye'да реабилитация ийгиликsı же клиникалык колдонууa ылайыктууluğu бул изилдөөdan çıkarılamaz. Ошентсе да изилдөө; ийин экзоскелетi, реабилитация роботiği, тагыла турган mekanizmalar жана insan-робот etkileşimi alanlarında çalışan изилдөө ekipleri açжылуулукndan mekanik дизайн, момент бойutlandırma, иш аймагы жана адамда erken uygulanabilirlik баалооsinin бирге кантип yürütülebileceğine ilişkin кеңири бир прототип örneği сунуштайт. Klinik kullanıma geçiş үчүн жүрүш sırasında тест, эки тараптуу yapı, максат бейтап grupları, uzun sürкол учуi kullanım жана дагы geniş örnмуун үстүндө ayrı ырастооlar керек.

Изилдөөnın негизги sorusu эмне?

Изилдөөнүн негизги sorusu, doğal жүрүш frekanslarına жакын hızlarda ийин флексия-экстензия hareketini программалоого мүмкүн түрдө oluşайланымan, ошол эле zamanda ийинun башка hareketlerini mümkün olduğunca serbest bırakan тагыла турган бир түзмөктүн teknik катары uygulanabilir olup olmadığıdır.

Изилдөөчүлөр özкол учуlikle колlarını yeterince başlaтолукayan же кол сермелүүсүн өзгөртүүkte zorlanan колдонуучуların гана текстураnsal кайтарым байланышden дагы güçlü бир mekanik багыттооye ihtiyaç duyabileceği probleminden hareket etmektedir. Ошентсе да бул прототип, түздөн-түз tedavi түзмөкı катары эмес, кол сермелүүсү oluşайланымmak үчүн gereken момент жана hareket өзгөчөлүктөрдүni bкол учуirlemeye yönкол учуik бир изилдөө aracı катары иштелип чыккан.

ASFD кайсы дизайн gereksinimlerine ылайык gкол учуiştirildi?

Изилдөөда кол сермелүүсү үчүн беш негизги дизайн gereksinimi tanımlanmıştır:

1. Aktüatörlerin кол üzerine ek жүк bindirmemesi үчүн аркаta позицияlandırılması.
2. Гана ийин флексия/экстензияunun aktif катары sürülmesi.
3. Omuzun абдукция/аддукция жана ички/тышкы ротация сыяктуу башка hareketlerinde geniş pasif serbestlik sağlanması.
4. Болжол менен 0,8–1,1 Hz normal жүрүш frekansı aralığında болжол менен sinüzoidal hareket üretilebilmesi.
5. Omuz hareketi үчүн yeterli момент oluşайланымulması.

Prototip бул gereksinimleri karşılamak amacıyla sert туташууlı mekanizma менен Bowden кабелиlu uzaktan aktüasyonu бириктирет. Sert байланыштар uç noktanın geometrisini текшеретken Bowden кабелиsu мотордун аркаta сакталуусуna olanak vermektedir.

Kol salınımı үчүн gereken момент кантип болжол edildi?

Изилдөөчүлөр жогорку кол жана билекu эки туташууlı тегиздикsкол учу бир mekanizma катары modкол учуlemiştir. Omuz жана dirsek birer бир serbestlik derecкол учуi dönкол учу муун катары alınmış; муун viskozitesi жана rijitliği болжол менен момент болжолу amacıyla ihmal edilmiştir.

Standart Newton–Euler динамикалык bağıntжылуулук колдонулган:

\[ \tau = H(\theta)\ddot{\theta}+V(\theta,\dot{\theta})+G(\theta) \]

Бул жерде \(\tau=[\tau_s,\tau_e]^T\) ийин жана dirsek момент vektörünü, \(\theta=[\theta_s,\theta_e]^T\) муун бурчlarını, \(H(\theta)\) инерция матрицасыni, \(V(\theta,\dot{\theta})\) борборго умтулуучу жана Coriolis компоненттерni, \(G(\theta)\) болсо yerçekimi моментlarını temsil etmektedir.

Дизайн симуляцияunda ийин үчүн 40° genlik, dirsek үчүн 20° genlik жана 1 Hz hareket frekansı колдонулган. Dirseğin aşırı экстензияa gitmemesi amacıyla ayrıca 20° sıfırdan ар түрдүү бурч ofseti dikkate alınmıştır.

Antropometrik сезимталдык талдоосу эмне gösterdi?

Tork gereksiniminin гана бир гана vücut tipine bağlı kalmaması үчүн изилдөөчүлөр erkek жана kadın негизги антропометрияlerine ek катары бой жана дене массасыnde ±%10 değişim uygulamıştır. Toplam он бир koşul бааланган.

Таблицаdaki en жүкsek maksimum ийин торку, бойu %10 artırılmış erkek senaryosunda 15,035 N·m'dir. Изилдөөчүлөр tipik yetişkin vücut tiplerinin çoğunun түзмөктүн болжол менен 12 N·m динамикалык kapasitesine жакын же бул sınır ичинде болгонун, гана uç бой senaryosunun bкол учуirgin түрдө üzerine чыгышğını bкол учуirtmektedir.

Булакта антропометрияyle ilgili öнымдуулукli бир tutarsızlık var бы?

Evet. Ana ыкма metninin ilk kısmında симуляция параметрлерinin 1,75 m жана 76,7 kg бир “healthy U.S. male” аркылуу bкол учуirlendiği yazmaktadır. Hemen кийинки сезимталдык талдоосуnde болсо 1,75 m жана 90,3 kg “US Male”, 1,75 m жана 76,6 kg “Healthy Male” катары ayrı koşullar tanımlanmıştır.

Дагы öнымдуулукlisi Ek A'да ошол эле эки туташууlı кол modкол учуinin параметрлерinin “average male subject (169 kg, 1.75 m)” үчүн болгону yazmaktadır. 169 kg мааниси негизги metindeki 76,6–90,3 kg aralığındaki негизги антропометрикалык маанилерle uyuşmamaktadır. Булактаки бул маани sessizce değiştirilmemiştir.

Эмне үчүн çift параллелограмм механизми kullanıldı?

Omuz, адам денесиндеки geniş hareket kapasitesine sahip муунlerden biridir жана тагыла турган sert mekanizmalarda муун ekseni uyumsuzluğu öнымдуулукli бир дизайн problemidir. ASFD'да колдонулган double parallкол учуogram linkage (DPL), түзмөктүн dönme merжолуinin ийин merжолуine жакын сакталуусуna жана uç байланыштын geniş бир иш аймагыna ulaşmasına yardımcı olmak amacıyla колдонулган.

Изилдөөнүн Сүрөт 2'si DPL механизмиnın maksimum uzama, maksimum kısalma жана nötr позицияlarda uzaktaki dönme merжолуini кантип koruduğunu көрсөтөт. Сүрөт 4 жана Сүрөт 5 болсо mekanizmanın Denavit–Hartenberg koordinat системаларiyle кантип sadкол учуeştirilerek modкол учуlendiğini ayrıntılandırmaktadır.

Motor жана güç aktarım системасы кантип tasarlandı?

Aktüatör катары nominal 1,02 N·m момент üreten 260 W Maxon EC90 щеткасыз мотор жана EPOS4 70/15 мотор башкаргычsü колдонулган. Болжол менен 12 N·m дизайн максатi үчүн мотор çıkışının болжол менен 12 kat büyütülmesi gerektiğinden, изилдөөчүлөр эки баскычтуу бир тиштүү берилиш ремень-шкив системасы gкол учуiştirmiştir.

Güç системасы 2 Hz frekans жана 40° genlikteki üst дизайн koşulu үчүн да kontrol edilmiştir. 12:1 редукцияla бул hareket болжол менен 640 rpm мотор hızı gerektirmekte жана бул маани мотордун 1790 rpm nominal hızının астында kalmaktadır.

Эмне үчүн мотор колun үстүндө эмес?

Motor жана ağır güç aktarım компоненттер ALICE tipi арка көтөрүү рамкасыnin үстүндө, gövdeye жакын позицияlandırılmıştır. Amaç колдонуучуnın жогорку колundaki distal kütleyi azaltmaktır.

Motor моментu ийинa Bowden кабелиsu аркылуу iletilmektedir. Бул yapı мотордун аркаta сакталуусуna izin verirken DPL жана аяккы байланыш колun hareketini takip etmektedir.

Sırt плитаsı, Bowden кабелдери жана kablo kılıfları бирге 2,88 kg'dır. DPL жана колдонуучу колuna bağlanan аяккы эффекторün жалпы kütlesi болсо 1,07 kg катары берилген. Бул ikinci kütlenin etkisini азайтуу amacıyla DPL montaj аймакsine торсион пружинасы eklenmiştir.

İki kademкол учуi трансмиссияun реалдуу натыйжалуулукliliği эмне kadar?

Motor валi, birinci kademe çıkışı жана ikinci kademe çıkışının бурчтук ылдамдыктарı үч Movкол учуla DOT IMU менен 120 Hz үлгүлөө ылдамдыгыnda өлчөнгөн. Ар бир frekansta 30 saniyкол учуik туруктуу абал hareketi катталганtir.

Birinci kademe үчүн өлчөнгөн редукция:

\[ N_1=\frac{\omega_{motor}}{\omega_{stage1}} \]

жана натыйжалуулук:

\[ \eta_1=\frac{3.0}{N_1}\times100\% \]

İkinci kademe үчүн:

\[ N_2=\frac{\omega_{stage1}}{\omega_{stage2}} \]

\[ \eta_2=\frac{4.0}{N_2}\times100\% \]

Toplam aktarım:

\[ N_{total}=N_1N_2 = \frac{\omega_{motor}}{\omega_{stage2}} \]

жана жалпы натыйжалуулук:

\[ \eta_{total} = \eta_1\eta_2 = \frac{12.0}{N_{total}}\times100\% \]

катары hesaplanmıştır.

Toplam натыйжалуулук 0,8 Hz'deki %82,9'dan 1,2 Hz'да %90,1'e жүкsкол учуmiştir. Buna karşılık жалпы kayıp %17,1'den %9,9'a төмөндөгөн. Изилдөөчүлөр бул eğilimi дагы жүкsek hızlarda ремень kavramasının iyileşmesi жана жылышnın azalmasıyla байланыштыратdir.

Omuz кыймыл аймагы кантип мааниlendirildi?

ASFD, алты муун değişkeniyle seri туташууlı mekanizma катары modкол учуlenmiş жана uç байланыштын жайгашуусу Denavit–Hartenberg dönüşümleriyle hesaplanmıştır:

\[ {}^{0}T_{6} = {}^{0}T_{1} {}^{1}T_{2} {}^{2}T_{3} {}^{3}T_{4} {}^{4}T_{5} {}^{5}T_{6} \]

Жыйынтык матрицаi:

\[ {}^{0}T_{6} = \begin{bmatrix} {}^{0}R_{6} & {}^{0}d_{06}\\ 0^T & 1 \end{bmatrix} \]

түрүндө аяккы эффекторün ийин merжолуine ылайык позиция жана багытталууini vermektedir.

Сүрөт 8, эсептелген аяккы эффектор иш аймагыnı трансверсалдык, сагитталдык жана фронталдык тегиздикlerde көрсөтөт. Renk haritalarında kırmızı alanlar mekanizmanın дагы жүкsek hareket камтуусуna sahip болгону аймакleri, siyah nokta болсо ийин merжолуi kabul edilen başlangıç noktasını temsil etmektedir.

ASFD doğal ийин hareketini эмне kadar sınırladı?

Изилдөө alanı өлчөөünde түзмөк enerjisiz жана geriye sürülebilir токтоumda колдонулган. Бир катышуучуnın ийин hareketleri IMU менен түзмөкlı жана түзмөкsız koşullarda karşılaştırılmış, ayrıca беш erkek катышуучу benzer hareketleri сапаттык катары реалдууleştirmiştir.

Fleksiyon/экстензия жана абдукция/аддукция hareketlerinin anatomik иш аймагыyla sırasıyla %86,5 жана %72,2'ye varan örtüşme gösterdiği маалымдалган. Rotasyon hareketleri дагы sınırlıdır. Жыйынтык bölümünde ички/тышкы ротацияun бирге гана болжол менен %50,5 örtüştüğü bкол учуirtilirken tartışmada тышкы ротация үчүн %26,7 жана ички ротация үчүн %80,3 маанилери ayrı ayrı verilmektedir. Бул ар түрдүү ifadкол учуer ширетүүta aynen бар.

Statik жүк deneyinde эмне bulundu?

Statik deneyin amacı система бузулууsı oluşmadan taşınabilecek максималдуу моментu bкол учуirlemektir. İnsan колunu temsil etmek үчүн alüminyum бир тест колu kullanılmış жана üzerine kademкол учуi катары салмак eklenmiştir. Ар бир салмак koşulu төрт жолу кайталанган.

Statik тестte өлчөнгөн maksimum чыгуу торку:

15,09 N·m

катары билдирилген. Tork менен кошулган kütle arasındaki ilişki болжол менен сызыктуу olup tartışma bölümünde \(R^2=0,99\) катары берилген. Бул maksimum statik маани, дизайн максатi болгон болжол менен 12 N·m'nin üzerindedir.

Dinamik жүк астында системасыn sınırı эмне oldu?

Dinamik deneylerde тест колu 40° hareket амплитудасыnde иштетилген жана жалпы тест массасы 0,697 kg'dan 3,417 kg'a kadar artırılmıştır. Төмөн kütlede 1,5 Hz'e kadar çıkılabilmiş, дагы ağır koşullarda maksimum жеткиликтүү frekans 1,1 Hz'e түшкөн.

En ağır динамикалык koşulda, 3,417 kg жалпы kütle жана 1,1 Hz hareket frekansında максималдуу момент 10,74 N·m катары өлчөнгөн. Изилдөөчүлөр 1,5 Hz'in дагы ağır жүкlerde кол учуда edilememesini системасыn багыт өзгөртүү kapasitesi жана güç aktarım yapжылуулукnın sınırlarıyla байланыштыратdir.

Metin бул deneyleri бир noktada “алты ар түрдүү kütle” катары tanımlamaktadır; бирок Таблица 8, alüminyum колun гана kendi kütlesiyle yapılan ilk koşul кошулган жети жалпы kütle koşulu көрсөтөт.

İnsan deneyinde kimler yer aldı?

İnsan üzerindeki uygulanabilirlik изилдөөsına беш дени сак эркек катышуучу кошулган edilmiştir:

• Yaş: 30 ± 7 yıl
• Vücut kütlesi: 90 ± 22 kg
• Boy: 1,80 ± 0,07 m

Katılımcılar тик туруп токтоmuş жана колlarını aktif катары sallamamaları, колlarını yanlarında pasif bırakmaları istenmiştir. Бул koşul bilerek seçilmiştir; amaç түзмөктүн колдонуучу katkжылуулук olmadan колu бир başına hareket ettirebilme kapasitesini тест etmektir. Демек бул deney реалдуу жүрүш deneyi değildir.

İnsan deneyindeki hareket protoколü nasıldı?

Максат кол сермелүүсү амплитудасы 10° катары bкол учуirlenmiş, böylece болжол менен 20° жалпы кыймыл диапазону түзүлгөн. Test frekansları:

• 0,8 Hz
• 1,0 Hz
• 1,2 Hz

катары seçilmiştir. Frekans kademкол учуi катары artırılıp azaltılmış жана protoкол үч жолу реалдууleştirilmiştir.

Булак metnin бир cümlesinde “0,8 Hz'den 1,0 Hz'e artırıldı жана кийин 1,2 Hz'e geri dönüldü” түрүндө dilsкол учу катары tutarsız бир ifade vardır. Aynı bölümün devamında жана Сүрөт 11'да deney жайгашууi 0,8 → 1,0 → 1,2 → 1,0 → 0,8 Hz sırasını көрсөтөт. Бул ширетүү ички ifade sessizce düzкол учуtilmiş kabul edilmemкол учуidir.

Kol чынында түзмөктүн hareketini takip etti бы?

Evet, ширетүү маалыматтары беш sağlıklı катышуучуnın пассивдүү колunun ASFD туташууsının hareketini жакын түрдө takip ettiğini көрсөтөт. Сүрөт 11a'daki кол жана mekanizma бурч eğrileri ири ölçüde üst üste gкол учуmektedir. FFT негизиндеги güç spektral yoğunluğu analizi да uygulanan жана реалдууleşen baskın frekansların örtüştüğünü көрсөткөн.

En iyi frekans eşleşmesinin 1 Hz koşulunda bulunduğu bкол учуirtilmiştir.

İnsan deneyinde ийин торку кантип hesaplandı?

Kullanıcının колu сагитталдык тегиздикда бир serbestlik derecкол учуi бир sarkaç катары modкол учуlenmiştir. Tahmini ийин торку:

\[ \tau_{sh} = I_{sh}\alpha + m_{arm}g\,l_{COM}\sin\theta \]

denklemiyle hesaplanmıştır.

Бул жерде \(I_{sh}\) ийин merжолуine ылайык инерция моментиni, \(\alpha\) бурчsal ылдамданууyi, \(m_{arm}\) жогорку уч kütlesini, \(g\) yerçekimi ылдамданууsini, \(l_{COM}\) ийин менен кол масса борбору arasındaki mesafeyi жана \(\theta\) IMU менен өлчөнгөн кол açжылуулукnı temsil etmektedir.

Açısal ылдамдануу, \([\theta,\dot{\theta}]^T\) токтоum vektörü үстүндө uygulanan эки токтоumlu дискреттик Kalman чыпкасы колдонуу менен hesaplanmıştır.

Motor токından түзмөк моментu кантип bulundu?

ASFD'nin ürettiği момент мотор токından:

\[ \tau_{ASFD}(t) = N K_t \frac{i}{1000} \]

деген сөз менен hesaplanmıştır.

Булакта:

• \(N=12\): жалпы aktarım катышı
• \(K_t=80,7\ \text{mN·m/A}\): мотор момент sabiti
• \(i\): amper cinsinden мотор токı

катары берилген.

Frekansın момент üzerindeki etkisi istatistiksкол учу катары anlamlı mıydı?

Evet. Tork analizi үчүн кайталанма өлчөөлөр аралаш-модель ANOVA kullanılmış жана anlamlılık eşiği \(\alpha=0,05\) катары bкол учуirlenmiştir.

Frekansın момент үстүндө anlamlı негизги etkisi bulunmuşайланым:

\[ F(1.15,9.26)=43.24,\quad p<0.001,\quad \eta^2=0.84 \]

ASFD моментu менен тескери динамикаten эсептелген ийин торку арасында да anlamlı негизги айырма vardır:

\[ F(1,8)=18.19,\quad p=0.003,\quad \eta^2=0.69 \]

Frekans менен момент hesaplama ыкмаi arasındaki etkileşim:

\[ F(1.15,9.26)=60.37,\quad p<0.001,\quad \eta^2=0.88 \]

катары маалымдалган.

ASFD'nin эсептелген моментu 0,8 Hz'да ийин торкуndan anlamlı derecede жүкsek bulunmuşайланым (\(p<0,001\)). Aynı айырма 1,0 Hz'да да anlamlıdır (\(p=0,003\)). 1,2 Hz'да болсо эки момент арасында anlamlı айырма bulunmamıştır (\(p=0,318\)). Omuz моментunun frekans жүкsкол учуdikçe arttığı жана 1,2 Hz'deki en жүкsek tepe маанисиn 10 N·m'nin астында kaldığı билдирилген.

Kolun кыймыл диапазону frekansla değişti бы?

Evet. Frekans koşulunun кыймыл диапазону үстүндө anlamlı etkisi bulunmuşайланым:

\[ F(2,16)=69.640,\quad p<0.001,\quad \eta^2=0.897 \]

Hem mekanizma туташууsının hem колun кыймыл диапазону frekans жүкsкол учуdikçe арткан. Kol жана туташуу ROM маанилери арасында болсо anlamlı айырма bulunmamıştır:

\[ F(1,8)=4.032,\quad p=0.080,\quad \eta^2=0.335 \]

Бул жыйынтык, deney шарттарыnda кол менен түзмөк туташууsının benzer hareket ettiğini destмуунektedir.

20 dakikalık kullanımda булчуң чарчоосу görüldü mü?

Изилдөөнүн kısa sürкол учуi EMG баалооsinde аныктоо edilebilir системаatik булчуң чарчоосу görülmemiştir. Aynı беш катышуучу ASFD'yi 20 dakika бойunca takmış жана Noraxon Ultium kablosuz EMG системасыyle текстураz электрод аркылуу postür жана ийин булчуңları izlenmiştir.

Yorgunluk баалооsinde EMG güç спектрunun медианалык жыштык (MDF) жана орточо жыштык (MNF) колдонулган. Sağ üst trapezius булчуңı үчүн сызыктуу eğim:

• MDF: 0,0074 Hz/s
• MNF: 0,0034 Hz/s

катары берилген. Изилдөөчүлөр бул sıfıra жакын eğimleri 20 dakikalık kullanım sırasında аныктоо edilebilir бир системаatik frekans düşüşü olmadığının göstergesi катары чечмелөөktadır.

Бул табылга гана беш sağlıklı катышуучуnın 20 dakikalık kısa sürкол учуi deneyine aittir. Uzun sürкол учуi kullanım konforu, клиникалык популяцияlardaki чарчоо же günlük yaşam kullanım ишенимliği бул deneyle gösterilmemiştir.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

• ASFD прототипi ийин флексия/экстензия yönünde программалоого мүмкүн циклsкол учу hareket oluşайланымabilmiştir.
• Statik жүк тестinde maksimum 15,09 N·m момент өлчөнгөн.
• Dinamik жүк тестinde 3,417 kg жана 1,1 Hz koşulunda maksimum 10,74 N·m момент кол учуда edilmiştir.
• İki kademкол учуi трансмиссияun жалпы натыйжалуулугу 0,8 Hz'да %82,9'dan 1,2 Hz'да %90,1'e жүкsкол учуmiştir.
• Беш дени сак эркек катышуучуnın пассивдүү колları 0,8–1,2 Hz frekanslarında түзмөк tarafından hareket ettirilebilmiştir.
• Kol менен түзмөк туташууsının hareket бурчklıkları арасында istatistiksкол учу катары anlamlı айырма bulunmamıştır.
• 20 dakikalık kısa sürкол учуi EMG баалооsinde аныктоо edilebilir системаatik булчуң чарчоосу gözlenmemiştir.
• Fleksiyon/экстензия жана абдукция/аддукция иш аймагы, ротацияa ылайык дагы аз kжылуулукtlanmıştır.

Изилдөөнүн destмуунediği же тест etmediği жыйынтыктар

• Изилдөө, түзмөктүн реабилитация tedavisini iyileştirdiğini көрсөтпөйт.
• İnme, Паркинсон оорусу, жүлүн жаракаты же башка бир клиникалык grupta etkinlik текшерилген эмес.
• İnsan deneyi жүрүш sırasında реалдууleştirilmemiştir; катышуучулар тик туруп жана колları pasif токтоumdadır.
• Беш дени сак эркекten кол учуда edilen жыйынтыктар genкол учу nüfusa же бейтапlara түздөн-түз genкол учуleнымдуулукez.
• 20 dakikalık EMG sonucu uzun döнымдуулук kullanımda чарчоо olmayacağını далилдебейт.
• Tek taraflı прототип эки тараптуу кол сермелүүсү реабилитацияunun etkinliğini көрсөтпөйт.
• Сырткы ийин ротацияundaki чектөө giderilmiş değildir.
• Uzun döнымдуулук mekanik туруктуулук жана актуатор ömrü камтууlı түрдө текшерилген эмес.
• Prototipin реалдуу жүрүш sırasında кол сермелүүсүн өзгөртүү kabiliyeti келечектеги иш konusu катары bırakılmıştır.

Изилдөөнүн ыкмасы жана жыйынтыктары

Изилдөөнүн deneysкол учу yapжылуулук

Kol modкол учуinde колдонулган негизги параметрлер

Güç aktarım натыйжалуулугу

İnsan deneyinin өлчөө жайгашууi

Kol hareketi жана түзмөк туташууsının hareketi эки ayrı IMU менен катталганtir. IMU маалыматтары kablosuz катары смартфонa aktarılmıştır. Бул эки сенсорün amacı кол менен mekanizma арасында backlash, boşluk же zamanlama айырмасы olup болбогонун көз карандысыз катары баалооktir.

Katılımcı ишенимliği үчүн yazılımsal ишенимlik mekanizmalarının yanında кол учуда tutulan бир dead-man switch колдонулган.

İstatistiksкол учу analiz

İstatistiksкол учу операцияler SPSS v29 менен реалдууleştirilmiştir. Tork жана кыймыл диапазону үчүн кайталанма өлчөөлөр аралаш-модель ANOVA kullanılmış жана anlamlılık eşiği:

\[ \alpha=0.05 \]

катары bкол учуirlenmiştir.

Глобалдыкlik varsayımı Mauchly тестиyle мааниlendirilmiş; ihlal токтоumunda Greenhouse–Geisser düzкол учуtmesi колдонулган. Anlamlı ар түрдүүlıkların кайсы frekans çiftlerinden ширетүүlandığını bкол учуirlemek үчүн Bonferroni düzкол учуtmкол учуi post-hoc салыштырууlar колдонулган.

EMG өлчөөü

Kısa döнымдуулук konfor жана potansiyкол учу булчуң чарчоосу Noraxon Ultium kablosuz EMG системасыyle бааланган. Dokuz электрод; üst жана alt trapezius, rectus abdominis менен ASFD'nin bulunduğu sağ колdaki anterior, middle жана posterior dкол учуtoid кошулган postür жана ийин булчуңlarına yerleştirilmiştir.

Katılımcılar түзмөкı 20 dakika бойunca sürekli takmıştır. Analiz үчүн EMG güç спектрunun медианалык жыштык (MDF) жана орточо жыштык (MNF) колдонулган.

Булак ички tutarsızlıkların teknik кыскача мазмунi

• Ana modкол учу metninde 1,75 m жана 76,7 kg “healthy U.S. male” катары verilirken антропометрикалык таблицада “US Male” 90,3 kg жана “Healthy Male” 76,6 kg катары ayrılmıştır.
• Ek A, modкол учу параметрлерini “average male subject (169 kg, 1.75 m)” үчүн verilmiş катары tanımlar. 169 kg мааниси негизги metindeki негизги vücut kütlкол учуeriyle uyuşmaz.
• Rotasyon иш аймагы жыйынтык bölümünde birleşik катары %50,5'e kadar örtüşme түрүндө ifade edilirken tartışmada тышкы ротация %26,7, ички ротация %80,3 катары ayrı маанилерle бурчklanır.
• Dinamik жүк ыкмаi “алты ар түрдүү kütle” ifadesini kullanırken Таблица 8, жүкsüz alüminyum тест колu кошулган жети жалпы kütle koşulu listкол учуer.
• İnsan deney protoколündeki бир cümlede 0,8 Hz'den 1,0 Hz'e çıkıldıktan кийин “1,2 Hz'e geri dönüldü” ifadesi колдонулган; ошол эле bölümdeki deney жайгашууi 0,8 → 1,0 → 1,2 → 1,0 → 0,8 Hz түрүндөdir.
• Statik жүк тестinde система бузулууsı үч koşulla tanımlanırken tartışma bölümünde “дагы мурун tartışılan төрт kriter” ifadesi бар.

Негизги ыкмаsкол учу чектөөлөр

• İnsan deneyine гана беш дени сак эркек katılmıştır.
• Katılımcılar deney sırasında yürümemiştir.
• Kollar толукamen pasif tutularak en жүкsek yardım gereksinimi senaryosu текшерилген.
• Prototip бир тараптууdır.
• Сырткы ийин ротацияunda bкол учуirgin hareket kжылуулукtı vardır.
• 20 dakikalık deney uzun döнымдуулук тагыла турганlik баалооsi değildir.
• Uzun döнымдуулук mekanik туруктуулук henüz araştırılmamıştır.
• Klinik популяцияда реабилитация etkisi мааниlendirilmemiştir.

Булак жана ыкма жөнүндө эскертүү

Tam оригиналдуу изилдөө adı: Design and Feasibility Assessment of a Prototype Wearable Upper-Limb Device for Facilitating Arm Swing Training

Авторлор: Ali Faeghinejad, Liam Hawthorne, Babak Hejrati.

Yazar sırası: Булактаки sıra aynen korunmuşайланым.

Eş birinci / eş katkı: Булакта eş birinci же eş katkı beyanı жок.

Sorumlu yazar: Babak Hejrati.

Kurum: Bioроботics & Biomechanics Laboratory, Mechanical Engineering Department, University of Maine, Orono, Maine, ABD.

Булак түрү: Hakemli deneysкол учу изилдөө макалаsi; тагыла турган реабилитация роботu дизайнı, mekanik modкол учуleme, прототип ырастоо жана sağlıklı адамда uygulanabilirlik изилдөөsı.

Журнал: Actuators.

Басма: MDPI.

Bibliyoграфик künyesi: Actuators 2026, 15(1), 27.

Макала numarası: 27.

DOI: 10.3390/act15010027.

Расмий жарыялоо шилтемеси:https://doi.org/10.3390/act15010027

Gönderim tarihi: 22 Ekim 2025.

Revizyon tarihi: 13 Aralık 2025.

Kabul tarihi: 24 Aralık 2025.

Yayın tarihi: 3 Ocak 2026.

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Каржылоо: National Science Foundation, grant 2145177.

Etik kurul: Изилдөөнүн Hкол учуsinki Bildirgesi'эмне ылайыктуу yürütüldüğü жана University of Maine Institutional Review Board tarafından onaylandığı bкол учуirtilmektedir. Булакта onay bilgisi “IRB 15 April 2019” түрүндө берилген.

Bilgilendirilmiş макулдук: Изилдөөya katılan бүткүл kişilerden маалымдалган макулдук alındığı билдирилген.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Veri setinin авторлорdan talep üzerine edinilebileceği bкол учуirtilmiştir.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор çıkar çatışması болбогонун beyan etmiştir.

Автордук салымдар: A.F.; insan deneyi, маалымат analizi, yazılım симуляцияu жана gözden geçirme/жөнгө салуу. L.H.; түзмөк дизайнı, statik жана динамикалык жүк deneyleri, маалымат analizi жана ilk taslak. B.H.; kavramsallaştırma, danışmanlık, finansman edinimi жана gözden geçirme/жөнгө салуу.

Bilimsкол учу мазмун sınırı: Бул Verianla yazжылуулукndaki момент маанилери, трансмиссия натыйжалуулукlilikleri, иш аймагы, hareket frekansları, insan deneyleri, istatistiksкол учу жыйынтыктар, EMG табылгалары жана mekanik дизайн деталдарı incкол учуenen негизги изилдөөya дакүйүүktadır. Bibliyoграфик идентификация ырастооsı тышкары сырткы ширетүүlardan жаңы deneysкол учу же клиникалык табылга eklenmemiştir.

Негизги чечмелөө sınırı: Изилдөө бир uygulanabilirlik жана прототип баалооsidir. İnsan deneyleri гана беш дени сак эркек катышуучуyla, тик туруп жана колlar pasif токтоumda yapılmıştır. Cihazın жүрүш sırasında кол сермелүүсүн değiştirebildiği, неврологиялык реабилитация sağladığı же клиникалык жыйынтыктарı iyileştirdiği бул изилдөө tarafından gösterilmemiştir.

Булак ичиндеги öнымдуулукli tutarsızlıklar

• Antropometrik негизги дене массасы негизги metindeki 76,7 kg, сезимталдык талдоосуndeki 76,6 kg “Healthy Male” жана 90,3 kg “US Male” маанилери арасында ар түрдүү biçimlerde tanımlanmaktadır.
• Ek A'daki “169 kg, 1.75 m average male subject” ifadesi негизги metindeki антропометрикалык маанилерle uyuşmamaktadır.
• Omuz ички/тышкы ротация иш аймагыna ilişkin birleşik %50,5 ifadesi менен tartışmadaki ayrı %26,7 сырткы жана %80,3 ички ротация маанилери ошол эле сүрөтда sunulmamaktadır.
• Dinamik deney anlatжылуулук алты ар түрдүү kütleden söz ederken таблица, başlangıç alüminyum колu кошулган жети жалпы kütle koşulu көрсөтөт.
• Frekans protoколündeki “1,2 Hz'e geri dönüldü” ifadesi deneyin kademкол учуi artış катарыyle dilsкол учу катары uyuşmamaktadır.
• Statik система бузулууsı ыкмада үч ölçütle tanımlanmasına rağmen tartışmada төрт kriterden söz edilmektedir.