Atualização do CCEFP: Pneumática feita para caminhar

A órtese tornozelo-pé portátil (PPAFO) é um dispositivo pneumático que foi criado para atender à necessidade de assistência de torque bidirecional. Um dos novos recursos do PPAFO é sua natureza portátil, sendo alimentado por uma fonte de energia pneumática, geralmente uma garrafa de CO2 comprimido. A natureza portátil da fonte de alimentação permite que o usuário use o PPAFO em qualquer configuração, longe de amarras de laboratório e equipamentos de teste.

Uma das limitações do aspecto portátil é a quantidade finita de combustível que pode ser armazenada na garrafa portátil de CO2 comprimido. O combustível finito resulta em um tempo de execução limitado para o sistema PPAFO. Consistente com um dos principais objetivos do CCEFP, que é melhorar a eficiência da energia fluida, foi desenvolvido um esquema de reciclagem de gases de escape para o PPAFO.

Esse esquema de reciclagem pneumática foi desenvolvido para capturar o escape de uma direção de atuação e redirecionar o escape capturado para alimentar a direção de atuação reversa. Na aplicação do PPAFO, esse esquema funciona incrivelmente bem com base nas necessidades específicas de energia para assistência na marcha.

Durante a caminhada, o tornozelo gera mais torque na direção da flexão plantar (dedos do pé para baixo) do que na direção da dorsiflexão (dedos do pé para cima). O sistema pneumático foi projetado para regular a quantidade de torque aplicado com base na direção da assistência. No projeto original do sistema pneumático, o torque de flexão plantar era regulado pelo regulador de pressão da garrafa de CO2 e, para o torque de dorsiflexão, um regulador de pressão secundário em linha era usado para regular mais a regulagem da pressão, uma vez que menos torque é necessário para sustentar a pressão. pés e dedos dos pés durante o balanço. Ambas as direções de atuação foram alimentadas a partir da garrafa de CO2 finita portátil. No esquema de reciclagem, a atuação da flexão plantar é alimentada a partir da garrafa de CO2 e regulada pelo regulador da garrafa, que é o mesmo do projeto pneumático original.

A reciclagem ocorre quando o escapamento da atuação da flexão plantar é capturado em um acumulador. Então, em vez de alimentar a atuação de dorsiflexão da garrafa de CO2 e regular a pressão para reduzir o torque, a atuação de dorsiflexão é alimentada pelo escape acumulado - que já está a uma pressão mais baixa apropriada para a atuação de dorsiflexão. A implementação do circuito pneumático com reciclagem para alimentar o PPAFO melhorou a eficiência geral do sistema em 75% de 27 para 47 minutos, permitindo um uso mais prolongado do PPAFO sem a necessidade de reabastecer ou substituir o suprimento de combustível.