Обновление CCEFP: пневматика для прогулок

Портативный ортез на голеностопный сустав (PPAFO) - это пневматическое устройство, созданное для удовлетворения потребности в двунаправленной помощи при вращении. Одной из новых особенностей PPAFO является его портативность, приводимая в действие пневматическим источником питания, обычно сжатым баллоном с CO2. Портативный источник питания позволяет пользователю носить PPAFO в любой обстановке, вдали от лабораторных тросов и испытательного оборудования.

Одним из ограничений переносного аспекта является ограниченное количество топлива, которое можно хранить в переносной баллончике со сжатым CO2. Конечное топливо приводит к ограниченному времени работы системы PPAFO. В соответствии с одной из основных целей CCEFP, которая заключается в повышении эффективности гидравлической энергии, была разработана схема рециркуляции отработавших газов для PPAFO.

Эта пневматическая схема рециркуляции была разработана для улавливания выхлопных газов с одного направления приведения в действие и перенаправления захваченного выхлопного газа для обеспечения питания в обратном направлении приведения в действие. В применении PPAFO эта схема работает невероятно хорошо, основываясь на конкретных потребностях в энергии для помощи в походке.

Во время ходьбы лодыжка создает больший крутящий момент в направлении подошвенного сгибания (пальцы ног вниз), чем в направлении дорсифлексии (пальцы вверх). Пневматическая система была разработана для регулирования величины прилагаемого крутящего момента в зависимости от направления помощи. В оригинальной конструкции пневматической системы момент затяжки при растяжении регулировался регулятором давления в баллоне с CO2, а для момента вращения при сгибании использовался вторичный линейный регулятор давления, чтобы дополнительно понизить давление, поскольку для удержания ступни и пальцы ног во время качания. Оба направления приведения в действие были запитаны от портативного ограниченного баллона с CO2. В схеме рециркуляции приводное устройство Plantarflexion приводится в действие от баллона с CO2 и регулируется регулятором баллона, который совпадает с оригинальной пневматической конструкцией.

Рециркуляция происходит, когда выхлопные газы от срабатывания при заводском отклонении попадают в аккумулятор. Затем вместо подачи питания на дорсифлексию из баллона с CO2 и понижения давления для уменьшения крутящего момента привод на дорсифлексию приводится в действие от накопленного выхлопа, который уже находится под более низким подходящим давлением для приведения в движение дорсифлексии. Внедрение пневматического контура с рециркуляцией для питания PPAFO позволило повысить общую эффективность системы на 75% с 27 до 47 минут, что позволило более длительное использование PPAFO без необходимости повторного заполнения или замены подачи топлива.