Aggiornamento CCEFP: pneumatica creata per camminare

L'ortesi portatile alla caviglia-piede (PPAFO) è un dispositivo pneumatico che è stato creato per soddisfare l'esigenza di assistenza bidirezionale della coppia. Una delle novità del PPAFO è la sua natura portatile, alimentata da una fonte di energia pneumatica, comunemente una bombola di CO2 compressa. La natura portatile dell'alimentatore consente all'utente di indossare il PPAFO in qualsiasi ambiente, lontano da attacchi di laboratorio e apparecchiature di collaudo.

Una delle limitazioni dell'aspetto portatile è la quantità finita di carburante che può essere immagazzinata nella bombola di CO2 compressa portatile. Il carburante finito si traduce in un tempo di funzionamento limitato per il sistema PPAFO. Coerentemente con uno dei principali obiettivi del CCEFP, che è quello di migliorare l'efficienza della potenza dei fluidi, è stato sviluppato uno schema di riciclaggio dei gas di scarico per il PPAFO.

Questo schema di riciclaggio pneumatico è stato sviluppato per catturare lo scarico da una direzione di attuazione e reindirizzare lo scarico catturato per alimentare la direzione di attuazione inversa. Nell'applicazione del PPAFO, questo schema funziona incredibilmente bene in base alle esigenze di alimentazione specifiche per l'assistenza all'andatura.

Durante la deambulazione, la caviglia genera più coppia nella direzione della plantarflessione (dita dei piedi verso il basso) rispetto alla direzione della dorsiflessione (dita dei piedi verso l'alto). Il sistema pneumatico è stato progettato per regolare la quantità di coppia applicata in base alla direzione dell'assistenza. Nel progetto originale del sistema pneumatico, la coppia di plantarflessione era regolata dal regolatore di pressione della bombola di CO2 e, per la coppia di dorsiflessione, è stato utilizzato un regolatore di pressione in linea secondario per ridurre ulteriormente la pressione poiché è necessaria una coppia inferiore per sostenere piedi e dita dei piedi durante lo swing. Entrambe le direzioni di attuazione erano alimentate dalla bombola di CO2 finita portatile. Nello schema di riciclaggio, l'attivazione della plantarflessione è alimentata dalla bombola di CO2 e regolata dal regolatore della bombola che è lo stesso del design pneumatico originale.

Il riciclo si verifica quando lo scarico dall'attuazione della plantarflessione viene catturato in un accumulatore. Quindi invece di alimentare l'attivazione della dorsiflessione dalla bombola di CO2 e di ridurre la pressione per ridurre la coppia, l'attivazione della dorsiflessione viene alimentata dallo scarico accumulato, che è già a una pressione appropriata inferiore per l'attivazione della dorsiflessione. L'implementazione del circuito pneumatico con riciclo per alimentare il PPAFO ha migliorato l'efficienza complessiva del sistema del 75% da 27 a 47 minuti, consentendo un uso più lungo del PPAFO senza la necessità di riempire o sostituire l'alimentazione di carburante.