반강성 깔창은 재활에 사용되는 Bowden 케이블 구동 외골격의 필수적인 기계적 기반 역할을 합니다. 주로 발 측 고정점으로 기능하여 케이블의 장력을 제어된 발목 움직임으로 변환합니다. 특정 수준의 강성을 활용하여 이러한 깔창은 외골격에서 생성된 힘이 환자의 안정성을 손상시키지 않으면서 보행 이상을 교정하기 위해 발에 효과적으로 적용되도록 합니다.
반강성 깔창의 핵심 기능은 전달 매체 역할을 하는 것입니다. 케이블의 인장력을 효과적인 지면 반발력으로 변환하여 발 처짐 및 내전을 정밀하게 교정하는 동시에 발을 과도한 압력으로부터 보호합니다.
힘 전달의 역학
중요한 고정점 역할
Bowden 케이블 시스템이 작동하려면 케이블에 안전한 종단점이 있어야 합니다. 반강성 깔창은 이러한 고정점을 제공하여 케이블이 미끄러지거나 신발 구조가 변형되지 않고 상당한 당김을 발휘할 수 있도록 합니다.
이러한 특정 강성이 없으면 케이블의 장력은 관절을 움직이는 대신 재료의 늘어남으로 인해 손실됩니다.
양방향 움직임 활성화
이러한 깔창은 족저굴곡(발 들어 올리기) 및 족배굴곡(발 내리기)의 두 가지 방향으로 힘 전달을 지원합니다.
깔창은 발 전체를 덮고 모양을 유지하기 때문에 외골격은 보행 주기 동안 각 단계를 정밀하게 조절할 수 있습니다.
보조력 변환
외골격의 궁극적인 목표는 환자를 추진하거나 안정시키기 위한 지면 반발력(GRF)을 생성하는 것입니다.
깔창은 모터에서 제공하는 보조력이 부드러운 쿠션 신발 삽입물로 인해 소실되는 대신 발 구조를 통해 지면으로 성공적으로 전달되도록 합니다.
편마비 보행 패턴 교정
발 처짐 문제 해결
편마비 환자는 종종 발 앞부분이 끌리는 발 처짐으로 고통받습니다. 깔창의 강성은 케이블이 위로 당겨질 때 앞발 전체가 균일하게 들어 올려지도록 합니다.
더 부드러운 깔창은 발가락 부분이 위로 말려 올라갈 뿐 실제 발의 무게를 들어 올리지 못합니다.
발 내전 교정
단순히 들어 올리는 것 외에도 이러한 깔창은 발 내전(발이 안쪽으로 굴러가는 것)을 교정하는 데 도움이 됩니다.
안정적이고 반강성인 플랫폼을 제공함으로써 시스템은 발목을 올바르게 정렬하기 위해 토크를 적용할 수 있으며, 굴러가는 현상으로 이어지는 측면 불안정성을 방지합니다.
절충점 이해
강성과 편안함의 균형
시스템의 효과는 재료의 특정 강성에 달려 있습니다.
깔창이 너무 뻣뻣하면 착용자에게 불편함을 주고 압력점을 유발하거나 자연스러운 감각 피드백을 제한할 수 있습니다.
효율성 대 에너지 손실
깔창이 너무 유연하면 시스템 효율성이 떨어집니다. 케이블이 당겨지지만 에너지는 발목을 움직이는 대신 고무 깔창을 구부리는 데 낭비됩니다.
"반강성"이라는 명칭은 계산된 절충점을 나타냅니다. 즉, 힘을 전달하기에는 충분히 단단하지만 장시간 착용하기에는 충분히 유연합니다.
환자 결과 최적화
편마비 환자를 위한 인터페이스를 선택하거나 설계할 때 목표는 컴플라이언스를 유지하면서 힘 전달을 최대화하는 것입니다.
- 보행 교정이 주요 초점인 경우: 심각한 발 처짐 또는 내전을 교정하기 위해 최대 토크가 적용되도록 깔창의 강성을 높게 우선시하십시오.
- 장시간 사용이 주요 초점인 경우: 피로와 압력점을 줄이기 위해 약간 더 유연한 깔창을 선택하고 힘 전달 효율성의 약간의 감소를 받아들이십시오.
성공은 깔창이 로봇의 동력과 환자의 해부학적 구조 사이의 원활한 다리 역할을 하도록 보장하는 데 있습니다.
요약 표:
| 특징 | 힘 전달에서의 역할 | 편마비 환자를 위한 이점 |
|---|---|---|
| 고정점 | 안전한 케이블 종단 제공 | 힘이 신발이 아닌 관절을 움직이도록 보장 |
| 재료 강성 | 에너지 소산 최소화 | 앞발을 효과적으로 들어 올려 발 처짐을 고정 |
| 안정적인 플랫폼 | 정밀한 토크 적용 가능 | 발 내전을 교정하고 안정성 향상 |
| 반강성 디자인 | 효율성과 컴플라이언스 균형 | 장시간 치료를 위한 착용성 향상 |
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