Design, development, and functional evaluation of biomechanically inspired hand and wrist prostheses

Bu tez, el ve bilek eklemi protezleri tasarımlarının alanında kapsamlı bir araştırmayı ve ilerlemeyi sunmaktadır. Temel amaç, mevcut el protezlerinin sınırlamalarını ele almak ve üst ekstremite ampute bireylere günlük yaşam aktivitelerinde daha iyi destek sağlamak için işlevselliğini artırmaktır. Bu çalışmanın ilk bölümü, mevcut el protezlerinin sınırlamalarına odaklanmaktadır. Pasif protezler yaygın olsa da, sınırlı sayıda görevi gerçekleştirememeleri nedeniyle daha gelişmiş seçenekler gerekmektedir. Robotik protezler, hassas hareketler ve yeterli kuvvet kabiliyetine sahip olsalar da, işletme süresi ve motor kontrolü zorluklarıyla karşı karşıyadır. Bu sınırlamaları aşmak için, vücut destekli bir el protezi için yeni bir tasarım önerilmektedir. Bu yenilikçi tasarım, insan elinin doğal hareketlerinden esinlenerek başparmak için üç boyutlu bir hareket içermektedir. Elastik elemanlar, protezin karşı omuzdan uygulanan kuvvetleri çıkardıktan sonra doğal pozisyonuna dönmesine olanak tanır. Parmaklarda sekiz serbestlik derecesine sahip olan protez, ABS malzemesi kullanılarak 3B yazıcı ile prototip haline getirilir. Performans değerlendirmeleri, 168 gram ağırlığındaki bu protezin, sıkma, kavrama ve güçlü kavrama gibi çeşitli günlük yaşam aktivitelerini gerçekleştirebileceğini gösterir, böylece el protezinin işlevselliğini önemli ölçüde artırır. Araştırmanın ikinci bölümü, üst ekstremite ampute bireyler için bilek eklemi öneminde odaklanır. Bu çalışmada, özellikle transradial ampute bireyler için yeni, hafif ve ayarlanabilir 2 serbestlik dereceli önceden ayarlanabilir(Fleksiyon/ Ekstansiyon ve Radial/Ulnar deviasyon) bir bilek eklemi sunulmaktadır. Bu bilek eklemi, farklı ağırlıklı nesneleri işleme kabiliyeti için eklem sertliğini modüle etmek için yenilikçi bir yük transfer mekanizması içermektedir. ABS malzemesi kullanılarak 3B yazıcı ile prototip yapılan RoboWrist'in, eklem sertliğini farklı yük ayarları altında başarılı bir şekilde değiştirebildiği, böylece işlenen nesnelerin farklı ağırlık gereksinimlerine uyum sağlayabildiği kanıtlanmıştır.