Research Article

Diz Eklemi Simülatör Prototipinin ISO 14243/3 Standardına Uygun Sistem Modelleme Çalışmasının Yapılması ve Matlab Simulink Ortamında Yürüyüş Profilinin Simule Edilmesi

Volume: 9 Number: 3 January 1, 2024
TR EN

Diz Eklemi Simülatör Prototipinin ISO 14243/3 Standardına Uygun Sistem Modelleme Çalışmasının Yapılması ve Matlab Simulink Ortamında Yürüyüş Profilinin Simule Edilmesi

Abstract

Diz aşınma sümülatörleri, ISO14243-1/3 protokollerini referans alarak eklem mekaniğini modellemek ve aşınma performansını tespit etmek için kullanılmaktadır. Aşınma performansını etkileyen en önemli dinamik faktörler, femur ve insert ara yüzeylerinde oluşan hareket ve kuvvet çiftleri olarak belirlenmiştir. Gerçekleştirilen çalışmada, bir eklem diz simülatör prototipi için sistem modellemenin oluşturulması, Matlab Simulink ortamında girdi ve çıktı sinyallerinin elde edilmesi hedeflenmiştir. Yapılan çalışmalarla, tork ve konum için transfer fonksiyonları elde edilmiş ve Matlab Simulink ortamında blok diyagramı oluşturulmuştur. ISO 14243-3 protokolü esas alınarak hareket eğrileri Matlab Simulink ortamında modellenmiş ve girdi referans sinyallerine dönüştürülmüştür. Son olarak, PID kontrollü kapalı döngü, DC servo motor devresine entegre edilerek çıktı sinyalleri elde edilmiş ve bu sinyaller kullanılarak Matlab Simmechanics ortamında yürüme döngüsü başarılı bir şekilde simüle edilmiştir. Elde edilen sistem modeli değerlendirildiğinde, ardunio veya PLC’ye adapte edilerek bir simülatör test setup’ında kullanabilinecek ve yürürlükteki standarda uygun olarak eklem mekaniğini modelleyecek etkinliğe sahip olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

Thanks

Çalışmalarımıza katkılarını esirgemeyen sayın Prof. Dr. Mahir DURSUN ve sayın Yük. Müh. Servet ŞEHİRLİ hocalarımıza, deneysel çalışmalar için katkı sunan Mazaka Endüstriyel Ürünler San. Tic. ve Teknoloji AŞ firmasına teşekkürü borç biliriz.

References

  1. [1] S. Affatato, “Displacement or force control knee simulators? Variations in kinematics and in wear,” Artificial Organs, vol. 40, no. 2, pp.195-201, February 2016. doi:10.1111/aor.12508
  2. [2] E. Bahçe ve E. Demir, “Diz Eklem Protezi Aşınma Test Simülatörü Tasarım ve İmalatı,” Ordu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi,” vol. 8, no. 2, pp. 187-194, Aralık 2018. https://dergipark.org.tr
  3. [3] A. Wang, A. Essner, C. Stark and JH. Dumbleton, “A biaxial line-contact wear machine for the evaluation of implant bearing materials for total knee joint replacement,” Wear, vol. 225-229, pp. 701-707, April 1999. doi:10.1016/S0043-1648(99)00025-3
  4. [4] M.R. Blunn Gw, “Four station knee simulator wear testing comparing titanium niobium nitride with cobalt chrome,” Journal of Bioengineering & Biomedical Science, vol. 3, no. 3, August 2013. doi:10.4172/2155-9538.1000125
  5. [5] P.S. Walker, MT. Lowry, G. Yildirim and A. Kumar, “Kinematic differences in posterior stabilized total knees determined by a holistic experimental evaluation method,” Journal of Medical Devices, vol. 7, no. 3, p.3, September 2013. doi:10.1115/1.4024506
  6. [6] T. Schwenke, D. Orozco, E. Schneider and MA. Wimmer, “Differences in wear between load and displacement control tested total knee replacements,” Wear, vol. 267, no. 5-9, pp. 757-762, June 2009. doi:10.1016/j.wear.2009.01.028
  7. [7] T. Calliess, S. Schado, B.I. Richter, C. Becher, M. Ezechieli and S. Ostermeier, “Quadriceps force during knee extension in different replacement scenarios with a modular partial prosthesis,” Clinical Biomechanics, vol. 29, no. 2, pp. 218-222, February 2014. doi:10.1016/j.clinbiomech.2013.11.007
  8. [8] C.K. Fitzpatrick, C. Maag, CW. Clary, A. Metcalfe, J. Langhorn and PJ. Rullkoetter, “Validation of a new computational 6-DOF knee simulator during dynamic activities,” Journal of Biomechanics, vol. 49, no. 14, pp. 3177-3184, October 2016. doi:10.1016/j.jbiomech.2016.07.040

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Biomechanic

Journal Section

Research Article

Publication Date

January 1, 2024

Submission Date

May 31, 2023

Acceptance Date

December 27, 2023

Published in Issue

Year 2023 Volume: 9 Number: 3

APA
Hizaroğlu, Ö., & Akkurt, A. (2024). Diz Eklemi Simülatör Prototipinin ISO 14243/3 Standardına Uygun Sistem Modelleme Çalışmasının Yapılması ve Matlab Simulink Ortamında Yürüyüş Profilinin Simule Edilmesi. Gazi Journal of Engineering Sciences, 9(3), 622-633. https://izlik.org/JA43ZX84DB
AMA
1.Hizaroğlu Ö, Akkurt A. Diz Eklemi Simülatör Prototipinin ISO 14243/3 Standardına Uygun Sistem Modelleme Çalışmasının Yapılması ve Matlab Simulink Ortamında Yürüyüş Profilinin Simule Edilmesi. GJES. 2024;9(3):622-633. https://izlik.org/JA43ZX84DB
Chicago
Hizaroğlu, Özkan, and Adnan Akkurt. 2024. “Diz Eklemi Simülatör Prototipinin ISO 14243 3 Standardına Uygun Sistem Modelleme Çalışmasının Yapılması Ve Matlab Simulink Ortamında Yürüyüş Profilinin Simule Edilmesi”. Gazi Journal of Engineering Sciences 9 (3): 622-33. https://izlik.org/JA43ZX84DB.
EndNote
Hizaroğlu Ö, Akkurt A (January 1, 2024) Diz Eklemi Simülatör Prototipinin ISO 14243/3 Standardına Uygun Sistem Modelleme Çalışmasının Yapılması ve Matlab Simulink Ortamında Yürüyüş Profilinin Simule Edilmesi. Gazi Journal of Engineering Sciences 9 3 622–633.
IEEE
[1]Ö. Hizaroğlu and A. Akkurt, “Diz Eklemi Simülatör Prototipinin ISO 14243/3 Standardına Uygun Sistem Modelleme Çalışmasının Yapılması ve Matlab Simulink Ortamında Yürüyüş Profilinin Simule Edilmesi”, GJES, vol. 9, no. 3, pp. 622–633, Jan. 2024, [Online]. Available: https://izlik.org/JA43ZX84DB
ISNAD
Hizaroğlu, Özkan - Akkurt, Adnan. “Diz Eklemi Simülatör Prototipinin ISO 14243 3 Standardına Uygun Sistem Modelleme Çalışmasının Yapılması Ve Matlab Simulink Ortamında Yürüyüş Profilinin Simule Edilmesi”. Gazi Journal of Engineering Sciences 9/3 (January 1, 2024): 622-633. https://izlik.org/JA43ZX84DB.
JAMA
1.Hizaroğlu Ö, Akkurt A. Diz Eklemi Simülatör Prototipinin ISO 14243/3 Standardına Uygun Sistem Modelleme Çalışmasının Yapılması ve Matlab Simulink Ortamında Yürüyüş Profilinin Simule Edilmesi. GJES. 2024;9:622–633.
MLA
Hizaroğlu, Özkan, and Adnan Akkurt. “Diz Eklemi Simülatör Prototipinin ISO 14243 3 Standardına Uygun Sistem Modelleme Çalışmasının Yapılması Ve Matlab Simulink Ortamında Yürüyüş Profilinin Simule Edilmesi”. Gazi Journal of Engineering Sciences, vol. 9, no. 3, Jan. 2024, pp. 622-33, https://izlik.org/JA43ZX84DB.
Vancouver
1.Özkan Hizaroğlu, Adnan Akkurt. Diz Eklemi Simülatör Prototipinin ISO 14243/3 Standardına Uygun Sistem Modelleme Çalışmasının Yapılması ve Matlab Simulink Ortamında Yürüyüş Profilinin Simule Edilmesi. GJES [Internet]. 2024 Jan. 1;9(3):622-33. Available from: https://izlik.org/JA43ZX84DB

GJES is indexed and archived by:

3311333114331153311633117

Gazi Journal of Engineering Sciences (GJES) publishes open access articles under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY) 1366_2000-copia-2.jpg