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Forschung

Projektbeschreibung / Ziele

In Zusammenarbeit mit demInstitut für elektromechanische Konstruktionen (emk) und der Abteilung für Orthopädie und Unfallchirurgie des Universitätsklinikums Heidelberg wird hier am Fachgebiet an einer aktiven Kniegelenksorthese mit Leistungsabgabe geforscht.

Die Orthese soll dazu dienen, Personen durch die Einleitung von einem zusätzlichen Moment im Kniegelenk bei kraftintensiven Bewegungen zu unterstützen. Die Unterstützung soll derart erfolgen, dass beim normalen Gehen die Orthese praktisch nicht spürbar ist, wohingegen beim Aufstehen vom Stuhl oder beim Treppensteigen das zusätzliche Moment den Träger die Aufgabe leichter bewältigen lässt.

Problematik

Die Hauptaufgabe besteht darin, die Höhe des zusätzlichen Moments aus der vorhandenen Sensorik so zu bestimmen, dass sich die Orthese zu jeder Zeit und bei jeder Bewegung möglichst “natürlich” anfühlt und nicht störend wirkt.

Auf den Einsatz von Elektromyorgraphie zur Messung der Muskelaktivität wird bewusst verzichtet, die Höhe des zusätzilchen Momentes soll ausschließlich durch an der Orthese angebrachten Sensoren bestimmt werden.

Ein weiterer wichtiger Aspekt betrifft die Sicherheit des Gesamtsystems Orthese. Da aktiv in den Bewegungsapparat des Menschen eingegriffen wird, besteht bei einer Fehlfunktion oder einem Ausfall einer Komponente eine erhebliche Gesundheitsgefahr. Durch geeignete Maßnahmen muss sichergestellt werden, dass ein Fehlverhalten rechtzeitig erkannt wird und entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden um die Gesundheit des Trägers nicht zu gefährden.

abgeschlossene studentische Arbeiten

Thema Typ Status
Aufbau eines Datenerfassungssystems mit Sensorik zur Ermittlung der Bewegungssituation in aktiven Orthesen Bachelorarbeit abgeschlossen
Kniemomentbestimmung für eine aktive Orthese mittels LoLiMoT Bachelorarbeit abgeschlossen
Überarbeitung des Praktikumversuchs “Drosselklappenregelung mit Mikrocontroller” Studienarbeit abgeschlossen
Entwicklung, Aufbau und Reglerentwurf für einen Motorcontroller Diplomarbeit abgeschlossen
Kniemomentbestimmung für aktive Orthesen Diplomarbeit abgeschlossen
Modellbildung und Regelung eines Series-Elastic-Actuators für eine aktive Orthese Bachelor Thesis abgeschlossen
Untersuchung und Bewertung eines neuen Regelalgorithmus für aktive Kniegelenksorthesen Diplomarbeit abgeschlossen
Modellbildung und Regelung eines Orthesen-Teststandes Studienarbeit abgeschlossen
Entwicklung eines Matlab/Simulink- und Simbapro basierten Schulungssimulators einer Hydrieranlage mit Kopplung an ein Siemens PCS7-Prozessleitsystem Diplomarbeit (extern) abgeschlossen
WinMOD basierende Prozesssimulation Diplomarbeit (extern) abgeschlossen
Aufbau eines HiL-Simulators für Inbetriebnahme und Anwenderschulung Diplomarbeit (extern) abgeschlossen