AUTORE PRINCIPALE
Giulia Veltro
AFFILIAZIONE
Università degli studi di Roma Tor Vergata
VALUTA IL CHALLENGE
GRUPPO DI LAVORO
Camilla Mastrobattista – Università degli studi di Roma Tor Vergata, Lazio
Giulia Veltro – Università degli studi di Roma Tor Vergata, Lazio
AREA TEMATICA
Sviluppo di tecnologie e dispositivi per la salute
ABSTRACT
Nell’ambito dei dispositivi biomeccanici è essenziale disporre di nuove tecnologiche che integrino diverse funzionalità in modo tale che per l’utente la loro applicazione sia quella ottimale. In particolare si propone l’analisi tecnica effettuata in ambiente CAD di una protesi attiva di ginocchio/gamba/caviglia descritta nel brevetto US20090265018A1. Essa è stata modellata per un individuo femminile di massa 63 Kg con lunghezza della gamba pari a 46 cm (misurata dal piano di appoggio del piede al ginocchio). La protesi è di tipo attivo per cui richiede l’impiego di due motori per il movimento della caviglia e del ginocchio. Il materiale scelto per la gamba e per le articolazioni di ginocchio e caviglia è la lega di alluminio 7076 un materiale incrudito tramite un trattamento aged che porta ad una resistenza a trazione di 570 MPa e con un peso specifico molto basso che conferisce alla protesi un peso massimo di 3 kg. Sulla base del noto cinematismo dell’intera protesi (due cinematismi indipendenti tramite un sistema di tre cerniere ognuno) si è cercato di riprodurre il movimento naturale della protesi durante una camminata di durata complessiva di 2 secondi. Essendo noti gli angoli relativi del ginocchio e della caviglia rispetto alla gamba in funzione del tempo durante l’atto del moto si è ricavato lo spostamento lineare dei due motori in base ai quali è stata effettuata la simulazione. La massima forza che il motore caviglia trasmette all’articolazione è tra la prima e la seconda fase del cammino (durante la quale si raggiunge il massimo angolo relativo tra la gamba e la caviglia). Inoltre l’andamento nel tempo degli angoli relativi tra caviglia-gamba e tra ginocchio-gamba coincidono con quelli che si misurerebbero nel caso di un atto di cammino relativo ad un individuo sano. Ciò rende il dispositivo ideale per riprodurre l’intero atto di moto e quindi la sua applicazione. L’analisi delle forze in gioco coinvolte in particolare quelle relative al motore di caviglia e ginocchio permette di analizzare il sistema dal punto di vista energetico in modo da selezionare ed integrare i vari componenti in maniera ottimale per l’abbattimento dei costi.
