مهندسی فناوری‌های دفاعی

مهندسی فناوری‌های دفاعی

طراحی و ساخت سازه ای برای پیشگیری از آسیب‌های اسکلتی عضلانی گردن برای کارکنان نظامی هنگام استفاده از دستگاه های هوشمند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
2 گروه برق، دانشکده مهندسی و پرواز، دانشگاه افسری امام علی (ع)، تهران ، ایران
3 گروه برق، دانشکده مهندسی و پرواز، دانشگاه افسری امام علی(ع)، تهران، ایران
4 مرکز تحقیقات فیزیولوژی ورزش، پژوهشکده سبک زندگی، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله(عج)، تهران، ایران
چکیده
گردن‌درد، پس از کمردرد، به‌عنوان دومین اختلال شایع و جدی در میان عارضه‌های اسکلتی-عضلانی شناخته می‌شود. استفاده روزافزون و طولانی‌مدت از دستگاه‌های هوشمند در وضعیت‌های نامناسب، مانند خم کردن سر رو به جلو، بار قابل توجهی بر ستون فقرات گردنی وارد کرده و عامل اصلی بروز اختلالات مزمن، به‌ویژه در میان گروه‌هایی مانند کارکنان نظامی است. این پژوهش با هدف طراحی و ساخت یک دستگاه گردنی برای پایش وضعیت گردن و پیشگیری از آسیب‌های اسکلتی-عضلانی در این گروه هدف انجام شده است. در این تحقیق، یک سیستم مبتنی بر حسگر فشاری و خمشی برای اندازه‌گیری پیوسته‌ی زاویه‌ی خمش گردن طراحی و شبیه‌سازی گردید. الگوریتم کنترلی سیستم که بر روی یک میکروکنترلر آردوینو پیاده‌سازی شده، پس از یک فرآیند کالیبراسیون اولیه دو نقطه‌ای، داده‌ها را پردازش کرده و آستانه خطر را مشخص می‌کند. این دستگاه از یک موتور لرزاننده به‌عنوان مکانیزم بازخورد حسی بهره می‌برد. اگر گردن کاربر برای مدتی بیش از دو ثانیه در وضعیت نامطلوب باقی بماند، موتور فعال شده و او را به اصلاح وضعیت خود ترغیب می‌کند. نتایج شبیه‌سازی و آزمون‌های آزمایشگاهی، عملکرد دقیق سیستم در دریافت داده‌های حسگر، پردازش و فعال‌سازی به‌موقع سامانه هشدار پس از عبور از آستانه تعریف‌شده را تأیید نمود. سازه‌ی پیشنهادی، یک راه‌حل مؤثر، کم‌هزینه و غیرتهاجمی برای پایش و اصلاح وضعیت بدن و در نهایت، کاهش خطر ابتلا به دردهای مزمن گردن در میان کارکنان نظامی فراهم می‌آورد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 15 آبان 1405