Προσδιορισμός αποθήκης ενέργειας εξωσκελετού για άτομα με κινητικές δυσκολίες
Οι σύγχρονες κοινωνίες χαρακτηρίζονται από πολύ ταχείς ρυθμούς ζωής, όλο και περισσότερες απαιτήσεις σε μετακινήσεις και αυξημένη πολυπλοκότητα σε πολλούς τομείς της καθημερινότητας. Για μπορέσει ένα άτομο να ανταπεξέλθει σε αυτές τις συνθήκες, είναι αναγκαίο να είναι αυτόνομο και ανεξάρτητο. Ένα άτ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2022
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/15762 |
| id |
nemertes-10889-15762 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Αποθήκες ενέργειας Εξωσκελετός Energy storage Exoskeleton |
| spellingShingle |
Αποθήκες ενέργειας Εξωσκελετός Energy storage Exoskeleton Τσεκούρας, Χρήστος Προσδιορισμός αποθήκης ενέργειας εξωσκελετού για άτομα με κινητικές δυσκολίες |
| description |
Οι σύγχρονες κοινωνίες χαρακτηρίζονται από πολύ ταχείς ρυθμούς ζωής, όλο και περισσότερες απαιτήσεις σε μετακινήσεις και αυξημένη πολυπλοκότητα σε πολλούς τομείς της καθημερινότητας. Για μπορέσει ένα άτομο να ανταπεξέλθει σε αυτές τις συνθήκες, είναι αναγκαίο να είναι αυτόνομο και ανεξάρτητο. Ένα άτομο με κινητικές δυσκολίες δεν είναι σε θέση να μπορέσει με τις δικές του δυνάμεις αποκλειστικά να αντιμετωπίσει τις παραπάνω δοκιμασίες, ειδικά σε μια κοινωνία που δεν μπορεί να του προσφέρει ισότιμες ευκαιρίες σε σχέση με τους υπόλοιπους ανθρώπους. Η επιστήμη έχει κάνει τεράστια άλματα στη συνεισφορά της σε αυτόν τον τόσο σημαντικό κλάδο, με κυριότερο ίσως τη δημιουργία του εξωσκελετού, δηλαδή ενός μηχανισμού υποβοήθησης ατόμων με κινητικές δυσκολίες για να μπορούν να πραγματοποιούν τις καθημερινές τους ανάγκες. Απαραίτητο τμήμα του συστήματος του εξωσκελετού αποτελεί η αποθήκη ενέργειας που θα το εφοδιάζει με την απαραίτητη ποσότητα ενέργειας που μπορεί να καταναλώσει ο άνθρωπος στη διάρκεια της ημέρας. Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τον προσδιορισμό της καταλληλότερης αποθήκης ενέργειας για την τοποθέτηση της σε ένα τέτοιο σύστημα. Για να επιτευχθεί αυτό, γίνεται χρήση αδρανειακών αισθητήρων, τοποθετημένων σε κατάλληλα επιλεγμένα σημεία του ανθρώπινου σώματος με σκοπό τη συλλογή των απαραίτητων δεδομένων για τη κίνηση του ανθρώπινου σώματος. Αυτά εισάγονται στα μοντέλα που διαιρούν το σώμα σε άνω άκρα, κορμό και κάτω άκρα, όπου γίνονται η συλλογή των δεδομένων και οι υπολογισμοί, μέσω των οποίων βρίσκονται οι θέσεις και οι ταχύτητες των επιμέρους τμημάτων στο χώρο, και ακολουθεί η διαδικασία με την οποίο γίνεται η προτυποποίηση των μηκών και των μαζών του σώματος. Στη συνέχεια αναλύεται το μοντέλο κατανάλωσης ενέργειας σε διάφορες κινήσεις για τα επιμέρους τμήματα και υπολογίζεται η συνολική ποσότητα ενέργειας που δαπανά ολόκληρο το ανθρώπινο σώμα. Μετέπειτα, γίνεται σύγκριση των χαρακτηριστικών των διαθέσιμων αποθηκών ενέργειας και παρουσιάζονται τα κριτήρια επιλογής της καταλληλότερης για τη δική μας εφαρμογή. Εκτιμάται, δηλαδή, η ορθότερη αποθήκη ενέργειας για την επίτευξη της τροφοδοσίας των ημερήσιων κινήσεων του εξωσκελετού και αναλύονται οι λόγοι που οδήγησαν σε αυτήν την επιλογή. Η παρούσα εργασία αποτελεί μία μελέτη σύμφωνα με την οποία γίνεται πρόταση για την καλύτερη αποθήκη ενέργειας. Ο υπέρτατος στόχος, καθώς και η ελπίδα για μελλοντική εργασία είναι η υλοποίηση του ολοκληρωμένου συστήματος του εξωσκελετού για να γίνει πραγματικότητα και να υπάρξει σημαντική συνεισφορά βελτίωσης της ποιότητας ζωής αυτής της μερίδας του πληθυσμού. |
| author2 |
Tsekouras, Christos |
| author_facet |
Tsekouras, Christos Τσεκούρας, Χρήστος |
| author |
Τσεκούρας, Χρήστος |
| author_sort |
Τσεκούρας, Χρήστος |
| title |
Προσδιορισμός αποθήκης ενέργειας εξωσκελετού για άτομα με κινητικές δυσκολίες |
| title_short |
Προσδιορισμός αποθήκης ενέργειας εξωσκελετού για άτομα με κινητικές δυσκολίες |
| title_full |
Προσδιορισμός αποθήκης ενέργειας εξωσκελετού για άτομα με κινητικές δυσκολίες |
| title_fullStr |
Προσδιορισμός αποθήκης ενέργειας εξωσκελετού για άτομα με κινητικές δυσκολίες |
| title_full_unstemmed |
Προσδιορισμός αποθήκης ενέργειας εξωσκελετού για άτομα με κινητικές δυσκολίες |
| title_sort |
προσδιορισμός αποθήκης ενέργειας εξωσκελετού για άτομα με κινητικές δυσκολίες |
| publishDate |
2022 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/15762 |
| work_keys_str_mv |
AT tsekouraschrēstos prosdiorismosapothēkēsenergeiasexōskeletougiaatomamekinētikesdyskolies AT tsekouraschrēstos specificationofexoskeletonenergystorageforpeoplewithmobilitydifficulties |
| _version_ |
1771297133072220160 |
| spelling |
nemertes-10889-157622022-09-05T05:00:48Z Προσδιορισμός αποθήκης ενέργειας εξωσκελετού για άτομα με κινητικές δυσκολίες Specification of exoskeleton energy storage for people with mobility difficulties Τσεκούρας, Χρήστος Tsekouras, Christos Αποθήκες ενέργειας Εξωσκελετός Energy storage Exoskeleton Οι σύγχρονες κοινωνίες χαρακτηρίζονται από πολύ ταχείς ρυθμούς ζωής, όλο και περισσότερες απαιτήσεις σε μετακινήσεις και αυξημένη πολυπλοκότητα σε πολλούς τομείς της καθημερινότητας. Για μπορέσει ένα άτομο να ανταπεξέλθει σε αυτές τις συνθήκες, είναι αναγκαίο να είναι αυτόνομο και ανεξάρτητο. Ένα άτομο με κινητικές δυσκολίες δεν είναι σε θέση να μπορέσει με τις δικές του δυνάμεις αποκλειστικά να αντιμετωπίσει τις παραπάνω δοκιμασίες, ειδικά σε μια κοινωνία που δεν μπορεί να του προσφέρει ισότιμες ευκαιρίες σε σχέση με τους υπόλοιπους ανθρώπους. Η επιστήμη έχει κάνει τεράστια άλματα στη συνεισφορά της σε αυτόν τον τόσο σημαντικό κλάδο, με κυριότερο ίσως τη δημιουργία του εξωσκελετού, δηλαδή ενός μηχανισμού υποβοήθησης ατόμων με κινητικές δυσκολίες για να μπορούν να πραγματοποιούν τις καθημερινές τους ανάγκες. Απαραίτητο τμήμα του συστήματος του εξωσκελετού αποτελεί η αποθήκη ενέργειας που θα το εφοδιάζει με την απαραίτητη ποσότητα ενέργειας που μπορεί να καταναλώσει ο άνθρωπος στη διάρκεια της ημέρας. Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τον προσδιορισμό της καταλληλότερης αποθήκης ενέργειας για την τοποθέτηση της σε ένα τέτοιο σύστημα. Για να επιτευχθεί αυτό, γίνεται χρήση αδρανειακών αισθητήρων, τοποθετημένων σε κατάλληλα επιλεγμένα σημεία του ανθρώπινου σώματος με σκοπό τη συλλογή των απαραίτητων δεδομένων για τη κίνηση του ανθρώπινου σώματος. Αυτά εισάγονται στα μοντέλα που διαιρούν το σώμα σε άνω άκρα, κορμό και κάτω άκρα, όπου γίνονται η συλλογή των δεδομένων και οι υπολογισμοί, μέσω των οποίων βρίσκονται οι θέσεις και οι ταχύτητες των επιμέρους τμημάτων στο χώρο, και ακολουθεί η διαδικασία με την οποίο γίνεται η προτυποποίηση των μηκών και των μαζών του σώματος. Στη συνέχεια αναλύεται το μοντέλο κατανάλωσης ενέργειας σε διάφορες κινήσεις για τα επιμέρους τμήματα και υπολογίζεται η συνολική ποσότητα ενέργειας που δαπανά ολόκληρο το ανθρώπινο σώμα. Μετέπειτα, γίνεται σύγκριση των χαρακτηριστικών των διαθέσιμων αποθηκών ενέργειας και παρουσιάζονται τα κριτήρια επιλογής της καταλληλότερης για τη δική μας εφαρμογή. Εκτιμάται, δηλαδή, η ορθότερη αποθήκη ενέργειας για την επίτευξη της τροφοδοσίας των ημερήσιων κινήσεων του εξωσκελετού και αναλύονται οι λόγοι που οδήγησαν σε αυτήν την επιλογή. Η παρούσα εργασία αποτελεί μία μελέτη σύμφωνα με την οποία γίνεται πρόταση για την καλύτερη αποθήκη ενέργειας. Ο υπέρτατος στόχος, καθώς και η ελπίδα για μελλοντική εργασία είναι η υλοποίηση του ολοκληρωμένου συστήματος του εξωσκελετού για να γίνει πραγματικότητα και να υπάρξει σημαντική συνεισφορά βελτίωσης της ποιότητας ζωής αυτής της μερίδας του πληθυσμού. Modern societies are characterized by very fast pace of life, constantly more demands on transportation and increasing complexity in many areas of everyday life. In order for a person to cope with these conditions, it is necessary to be autonomous and independent. A person with mobility difficulties is not in the position to face the above trials solely by his own strength, especially in a society that cannot offer him equal opportunities compared to other people. Science has made huge strides in its contribution to this very important field, perhaps the most important of which is the creation of the exoskeleton, that is, a mechanism for assisting people with mobility difficulties to realize their daily needs. A necessary part of the exoskeleton system is the energy storage that will supply it with the necessary amount of energy that a person can consume during the day. The present diploma thesis deals with the identification of the most suitable energy storage for its placement in such a system. To achieve this, inertial sensors are used, placed in appropriately selected places of the human body in order to collect the necessary data for the movement of the human body. These are introduced into the models that divide the body into upper limbs, torso and lower extremities, where the data collection and calculations are made, through which the positions and speeds of the individual segments in space are located, and the procedure by which the standardization of the lengths and masses of the body is carried out, follows. Then the energy consumption model is analyzed in various movements for the individual parts and the total amount of energy expended by the entire human body is calculated. Then, the characteristics of the available energy stores are compared and the selection criteria for the most suitable for our application are presented. The optimal store of energy to achieve the supply of the daily movements of the exoskeleton is selected and the reasons that led to this choice are analyzed. This paper is a study according to which a proposal is made for a better energy storage. The ultimate goal, as well as the hope for future work, is the realization of the integrated system of the exoskeleton in order to make it a reality and to make a significant contribution to improving the quality of life of this part of the population. 2022-02-07T08:00:25Z 2022-02-07T08:00:25Z 2022-02-03 http://hdl.handle.net/10889/15762 gr application/pdf |
