Aktualizacja CCEFP: pneumatyka stworzona do chodzenia

Przenośna, zasilana orteza kostki stopy (PPAFO) jest urządzeniem pneumatycznym, które zostało stworzone, aby zaspokoić potrzebę dwukierunkowego wspomagania momentu obrotowego. Jedną z nowatorskich cech PPAFO jest jego przenośny charakter, zasilany pneumatycznym źródłem zasilania, zwykle sprężoną butlą CO2. Przenośny charakter zasilacza pozwala użytkownikowi nosić PPAFO w dowolnym otoczeniu, z dala od uwięzi laboratoryjnych i sprzętu testującego.

Jednym z ograniczeń przenośnego aspektu jest skończona ilość paliwa, którą można przechowywać w przenośnej sprężonej butli CO2. Skończone paliwo powoduje ograniczony czas pracy systemu PPAFO. Zgodnie z jednym z głównych celów CCEFP, jakim jest poprawa wydajności energii płynów, opracowano schemat recyklingu spalin dla PPAFO.

Ten pneumatyczny system recyklingu opracowano w celu wychwytywania spalin z jednego kierunku uruchamiania i zmiany trasy przechwyconych spalin w celu zasilania w odwrotnym kierunku uruchamiania. W zastosowaniu PPAFO, ten schemat działa niewiarygodnie dobrze w oparciu o szczególne zapotrzebowanie mocy na pomoc chodu.

Podczas chodzenia kostka wytwarza większy moment obrotowy w kierunku zgięcia palców (palce u dołu), niż w kierunku zgięcia grzbietowego (palce u góry). Układ pneumatyczny został zaprojektowany w celu regulacji wywieranego momentu obrotowego w zależności od kierunku wspomagania. W pierwotnym projekcie układu pneumatycznego moment obrotowy zgięcia był regulowany przez regulator ciśnienia butli CO2, a dla momentu zgięcia grzbietowego zastosowano wtórny regulator ciśnienia w linii do dalszego obniżenia ciśnienia, ponieważ mniejszy moment obrotowy jest niezbędny do utrzymania stopy i palce podczas huśtawki. Oba kierunki uruchamiania były zasilane z przenośnej skończonej butli CO2. W schemacie recyklingu uruchamianie zgięcia podparcia jest zasilane z butli CO2 i regulowane przez regulator butli, który jest taki sam jak oryginalny projekt pneumatyczny.

Recykling ma miejsce, gdy gazy wydechowe z uruchomienia zginania roślin są zatrzymywane w akumulatorze. Następnie zamiast zasilać uruchamianie zgięcia grzbietowego z butli CO2 i zmniejszać ciśnienie w celu zmniejszenia momentu obrotowego, uruchamianie zgięcia grzbietowego jest zasilane z nagromadzonego wydechu - który jest już pod niższym odpowiednim ciśnieniem do uruchomienia zgięcia grzbietowego. Wdrożenie obwodu pneumatycznego z recyklingiem do zasilania PPAFO poprawiło ogólną wydajność systemu o 75% z 27 do 47 minut, pozwalając na dłuższe korzystanie z PPAFO bez konieczności uzupełniania lub wymiany paliwa.