Kinetic and Kinematic Analysis of the Lower Extremity Stand to Sit

Year 2021, , 18 - 21, 28.06.2021

Faruk Karaca , Fethi Akmeşe Engin Ünal

https://doi.org/10.46460/ijiea.900830

Abstract

In biomechanics, how the movements of living creatures are controlled by engineering methods and the effect of the force system formed on the carrier elements during a movement are examined. In addition, treatment methods are tested and developed by examining the stress conditions on the tissues. Sitting on a chair (SOC) seems like a very simple part of life, but it is actually an extremely complex chain of movements. It is the kinematic and kinetic analysis that forms the basis of the sitting on the chair analysis. In the sitting on a chair analysis, joint forces, moments, energy and forces are evaluated. In this study, it was aimed to investigate sitting movement by making kinematic and kinetic analysis of a human lower extremity. In this direction, a solid model of the lower extremity was designed by means of the SolidWorks software. A human consists of lower extremity, hip, thigh (upper leg), knee-calf (lower leg) and foot limbs. The data obtained from this solid model has revealed what kind of stresses on which parts of the limbs and joints of the lower extremities are exposed.

Keywords

Biomechanics, Kinetic and Kinematic analysis, Lower extremity, Sitting Motion

Ayaktan Oturma Hareketinde Alt Ekstremitenin Kinetik Ve Kinematik Analizi

Abstract

Biyomekanikte, mühendislik yöntemleri ile canlıların hareketlerinin nasıl kontrol edildiği ve hareket sırasında taşıyıcı elemanlarda oluşan kuvvet sisteminin etkisi incelenmektedir. Bunun yanısıra dokular üzerinde zorlanma durumları incelenerek tedavi yöntemleri test edilmekte ve geliştirilmektedir. Sandalyeye oturma hareketi (SOH), yaşamın çok basit bir parçası gibi görünmekle birlikte aslında son derece karmaşık hareketler zinciridir. Sandalyeye oturma analizinin temelini oluşturan kinematik ve kinetik analizdir. Sandalyeye oturma analizinde eklem kuvvetleri, momentler, enerji ve güçleri değerlendirilir. Bu çalışmada, bir insan alt ekstremite kinematik ve kinetik analizi yapılarak, oturma hareketinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, SolidWorks yazılımı vasıtasıyla alt ekstremitenin bir katı modeli tasarlanmıştır. Bir insan alt ekstremitesi, kalça, uyluk(üst bacak), diz-baldır(alt bacak) ve ayak uzuvlarından oluşmaktadır. Oluşturulan bu katı model üzerinden elde edilen veriler, özellikle alt ekstremite uzuv ve eklemlerinde hangi bölgelerin ne tür zorlanmalara maruz kaldığını gözler önüne sermiştir.

Keywords

Alt ekstremite, Biyomekanik, Kinetik ve Kinematik analiz, Oturma

References

• [1] İ. H. Korkmaz, “Desıgnıng Patıent Specıfıc Knee Prosthesıs Usıng Probabılıstıc Analysıs And Its Verıfıcatıon Wıth Experıments,” Atatürk University, 2016.
• [2] K. Beng, S. Aydil, and P. Özkan, “Üç boyutlu bilgisayarlı yürüme analizi: kinematik ve kinetik,” TOTBİD Derg., vol. 13, no. 4, pp. 337–343, 2014, doi: 10.14292/totbid.dergisi.2014.38.
• [3] B. Duman, “Diz Altı Protez Modelleme Statik Ve Dinamik Analizi,” Cumhuriyet Üniversitesi, 2016.
• [4] Y. Kim, C. Vergari, F. Girinon, J. Y. Lazennec, and W. Skalli, “Stand-to-Sit Kinematics of the Pelvis Is Not Always as Expected: Hip and Spine Pathologies Can Have an Impact.,” J. Arthroplasty, vol. 34, no. 9, pp. 2118–2123, Sep. 2019, doi: 10.1016/j.arth.2019.04.059.
• [5] R. D. Catena, J. P. Bailey, N. Campbell, and H. E. Music, “Stand-to-sit kinematic changes during pregnancy correspond with reduced sagittal plane hip motion.,” Clin. Biomech. (Bristol, Avon), vol. 67, pp. 107–114, 2019, doi: 10.1016/j.clinbiomech.2019.05.014.
• [6] R. Ganea, A. Paraschiv-Ionescu, C. Büla, S. Rochat, and K. Aminian, “Multi-parametric evaluation of sit-to-stand and stand-to-sit transitions in elderly people,” Med. Eng. Phys., vol. 33, no. 9, pp. 1086–1093, Nov. 2011, doi: 10.1016/j.medengphy.2011.04.015.
• [7] M. İ. Sarı, “Tersine Mühendislik Yaklaşımı İle Antibakteriyel, Antimikrobiyal Ortez Tasarımı Ve İmalatı,” Gazi Üniversitesi, 2019.