Journal of rehabilitation welfare engineering & assistive technology
/
v.7
no.2
/
pp.41-46
/
2013
IIn this paper, active trasfemoral prosthesis leg is designed for the handicapped who lost their legs upon knee. It is important to design proper knee joint to mimic walking motion of hyman. 1 degree-of-freedom active trasfemoral prosthesis leg is designed with knee joint. Operating angle and torque have been calculated using kinematics of three linkages in prosthesis leg. Finite element analysis of major components is performed to evaluate the safety under operating condition and to reduce weights. Minimum volumes of components are obtained by optimization as satisfying safety requirements. The results show that about 35% of weight of components is reduced.
Journal of rehabilitation welfare engineering & assistive technology
/
v.8
no.3
/
pp.177-185
/
2014
In this study, the exoskeleton orthosis for the assistance of dorsiflexion torque in ankle joint to prevent foot-drop was developed. It was consist of three part; 1) the power part using artificial pneumatic actuator, 2) wearing part of ankle and knee joints to fix the orthosis, and 3) control part to detect the gait phase using physiological signal. The dorsiflexion torque was generated by the artificial pneumatic actuator connected with wearing part between ankle and knee joint. The accurate timing to assist dorsiflexion torque is made up of physiological signal in foot sole part that detect the gait phase, that is, stance and swing phase in each foot. We conduct the experiment to investigate the effect of exoskeleton orthosis to the 7 elderly people and 10 healthy people. The result showed that the muscular activities in tibialis anterior muscle were reduced because of the assistance of dorsiflexion torque in ankle joint using the exoskeleton orthosis.
Kim, Jong-Ah;Shin, Narae;Lee, Sungjune;Xu, Dayuan;Park, Jaebum
Korean Journal of Applied Biomechanics
/
v.31
no.2
/
pp.140-147
/
2021
Objective: The purpose of this study is to identify the mechanism of changes in maximum voluntary torque with the magnitude and duration of pre-activation torque during voluntary isometric knee extension. Method: 11 male subjects (age: 25.91±2.43 yrs., height: 173.12±3.51 cm, weight: 76.45±7.74 kg) participated in this study. The subjects were required to produce maximal voluntary isometric torque with a particular pre-activation torque condition. The properties of pre-activation torque consisted of the combinations of 1) three levels of magnitude, e.g., 32 Nm, 64 Nm, 96 Nm, and 2) two levels of duration, e.g., 1 sec, and 3 sec; thus, a total of six conditions were given to the subjects. The force and EMG data were measured using the force transducers and wireless EMG sensor, respectively. Results: The results showed that the maximum voluntary torque increased the most with relatively large and fast (96 Nm, 1 sec) pre-activation condition. Similarly, with relatively large and fast (96 Nm, 1 sec) preactivation, it was found that the integrated EMG (iEMG) of the agonist muscles increased, while no significant changes in the co-contraction of the antagonist muscles for the knee extension. Also, the effect of pre-activation conditions on the rate of torque development was not statistically significant. Conclusion: The current findings suggest that relatively larger in magnitude and shorter in duration as the properties of pre-activation lead to a larger magnitude of maximal voluntary torque, possibly due to the increased activity of the agonist muscles during knee extension.
The purpose of this study was to investigate the effects of strength training on knee joint torque during walking in an adolescent with trisomy-21 Down syndrome. One adolescent with Down syndrome and one normal child participated in this study. Strength training consisted of eight exercises: squat, hamstring curl, hip adduction, hip abduction, knee extension, toe raise, sit-ups, and hyperextension of the waist. The participant with Down syndrome was participated in strength training for 12 weeks, three times a week, three sets, 10-15 RM; resistance was adjusted according to the principle of progressive overload. To measure the effect of strength training, isokinetic strength variables and knee joint torques were measured before training and after 12 weeks of training. The participant with Down syndrome had some abnormalities in controlling knee motion during walking due to muscle hypotonia, ligament laxity, and weakness of muscles. Post-training isokinetic strength increased compared to pre-training measurements. Knee range of motion were increased after strength training. Strength training did not affect ad/adduction and in/exteranl moments but did have an effect on flexor/extensor moment and timing.
Cortex Phellodendri (CP) is derived from the dried bark of Phellodendron amurense. It has been widely used as a drug in traditional Korea medicine for treating diarrhea, jaundice, swelling pains in the knees and feet, urinary tract infections, and infections of the body surface. Many analytical methods have been used to study oriental herbal medicines, such as thin-layer chromatography, column liquid chromatography, and high performance liquid chromatography (HPLC). In this study, preparative centrifugal partition chromatography (CPC) was successfully carried out in order to separate pure compounds from a CP methanol extract. The optimum two-phase CPC solvent system was composed of n-butanol: acetic acid: water (4:1:5 v/v/v). The flow rate of the mobile phase was 3 mL/min in ascending mode with rotation at 1,000 rpm. The CPC-separated fraction and purification procedures were carried out by preparatory HPLC. The $^1H$ NMR spectrum revealed that the resonances at ${\delta}$ 4.10 and 4.20 ppm corresponded to three protons ($-OCH_3$), whereas those at ${\delta}$ 6.10 ppm corresponded to two protons ($-OCH_2O-$). Further, two aromatic protons (H-11 and H-12) conveys a doublet-doublet pattern. The H-11 doublet and H-12 doublet appear at ${\delta}$ 7.98 and 8.11, respectively. The $^{13}C$ NMR. spectrum showed a tetrasubstituted with a methylenedioxy group at C2 and C3, and two methoxy groups at C9 and C10. The chemical structure of the berberine was identified by $^1H$, $^{13}C$-nuclear magnetic resonance and electrospray ionization-mass spectroscopy spectral data analysis.
This research was designed to investigate how the exercise program affects paraplegic standing and walking employing functional electrical stimulation(FES). Emphasis was also given to fatigue of major lower extremity muscles induced by different types of electrical stimulation. We applied continuous and intermittent rectangular pulse trains to quadriceps of 10 normal subjects and 4 complete paraplegic patients. The frequencies were 20Hz and 80Hz, and the knee angle was fixed at 90$^{\circ}$and 150$^{\circ}$to investigate how muscle fatigue is related to muscle length. The knee extensor torque was measured and monitored. We have been training quadriceps and gastrocnemius of a male paraplegic patient by means of electrical stimulation for the past two year. FES standing was initiated when the knee extensors became strong enough to support the body weight, and then the patient started FES walking utilizing parallel bars and a walker. We used an 8-channel constant-voltage stimulator and surface electrodes. The experimental results indicated that paralyzed muscles fatigued rapidly around the optimal length contrary to normal muscles and confirmed that low frequency and intermittent stimulation delayed fatigue. Our exercise program increased muscle force by approximately 10 folds and decreased the fatigue index to half of the initial value. In addition, the exercise enabled the patient to voluntarily lift each leg up to 10cm, which was of great help to the swing phase of FES walking. Both muscle force and resistance to fatigue were significantly enhanced right after the exercise was applied every day instead of 6 days a week. Up to date, the patient can walk for more than two and half minutes at 10m/min while controlling the on/off time of the stimulator by pushing the toggle switch attached to the walker handle.
Kim, Kyung;Kim, Jae-Jun;Heo, Min;Jeong, Gu-Young;Ko, Myoung-Hwan;Kwon, Tae-Kyu
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
/
v.16
no.10
/
pp.948-956
/
2010
The purpose of this study was to test the effectiveness of a prototype KAFO (Knee-Ankle-Foot Orthosis) powered by two artificial pneumatic muscles during walking. We had previously built powered AFO (Ankle-Foot Orthosis) and KO (Knee Orthosis) and used it effectively in studies on assistance of plantaflexion and knee extension motion. Extending the previous study to a KAFO presented additional challenges related to the assistance of gait motion for rehabilitation training. Five healthy males were performed gait motion on treadmill wearing KAFO equipped with artificial pneumatic muscles to power ankle plantaflexion and knee extension. Subjects walked on treadmill at 1.5 km/h under four conditions without extensive practice: 1) without wearing KAFO, 2) wearing KAFO with artificial muscles turned off, 3) wearing KAFO powered only in plantaflexion under feedforward control, and 4) wearing KAFO powered both in plantaflexion and knee extension under feedforward control. We collected surface electromyography, foot pressure and kinematics of ankle and knee joint. The experimental result showed that a muscular strength of wearing KAFO powered plnatarfexion and knee extension under feedforward control was measured to be lower due to pneumatic assistance and foot pressure of wearing KAFO powered plnatarfexion and knee extension under feedforward control was measured to be greater due to power assistance. In the result of motion analysis, the ankle angle of powered KAFO in terminal stance phase was found a peak value toward plantaflexion and there were difference of maximum knee flexion range among condition 2, 3 and 4 in mid-swing phase. The current orthosis design provided plantaflexion torque of ankle jonit in terminal stance phase and knee extension torque of knee joint in mid-swing phase.
The calculation of the optimal trajectory of the stepped top-down robot was made using a genetic algorithm and a computational torque controller. First, the total energy efficiency was minimized using the Red-Cold Generic Algorithm (RCGA) consisting of reproductive, cross, and mutation. The reproducibility condition related to the position assembly of the start and end of the stride and the joints, angles, and angular velocities are linear constraints. Next, the unequal constraint accompanies the condition for preventing the collision of the swing leg at the corner with the outer surface of the stairs, the condition of the knee joint for preventing kinematic peculiarity, and the condition of no moment in safety in the traveling direction. Finally, the angular trajectory of each joint is defined by fourth-order polynomial whose coefficient is to approximate chromosomes. This is to approximate walking. In this study, the energy efficiency of the optimal trajectory was analyzed by computer simulation through a biped robot with seven degrees of freedom composed of seven links.
Objective : In order for Taekwondo athletes to perform destructive kicking performance, they are expected to have Taekwondo-specific muscle properties such as high muscle strength and power. The purpose of this study was to investigate the joint angle-dependent force-producing property of Taekwondo athletes' knee extensor muscles, which is one of the primary muscle groups involved in kicking performance. Method : Ten Taekwondo male athletes (age: $19.9{\pm}0.7yrs$, height: $180.6{\pm}6.2cm$, body mass: $75.9{\pm}8.9kg$, career: $9.2{\pm}2.9yrs$.) and 10 healthy male non-athletes (age: $26.3{\pm}2.6yrs$, height: $174.2{\pm}4.8cm$, body mass: $72.8{\pm}7.7kg$) participated in this study. Subjects performed maximum isometric knee extension at knee joint angles of $40^{\circ}$, $60^{\circ}$, $80^{\circ}$, and $100^{\circ}$ (the full knee extension was set to $0^{\circ}$) with the hip joint angles of $0^{\circ}$ and $80^{\circ}$ (the full extension was set to $0^{\circ}$). During the contractions, knee extension torque using an isokinetic dynamometer simultaneously with muscle activities of the rectus femoris (RF), and the vastus lateralis (VL) and vastus medialis (VM) using surface electromyography were recorded. Based on the torque values at systematically different knee-hip joint angles, the joint torque-angle relationships were established and then the optimal joint angle for the knee extensor was estimated. Results : The results of this study showed that the isometric knee extension torque values were greater for the Taekwondo athletes compared with the non-athlete group at all hip-knee joint angle combinations (p<.05). When the hip joint was set at $80^{\circ}$, the peak isometric torque was greater for the Taekwondo athletes compared with the non-athlete group ($313.61{\pm}36.79Nm$ and $221.43{\pm}35.92Nm$, respectively; p<.05) but the estimated optimum knee joint angles were similar ($62.33{\pm}5.71^{\circ}$ and $62.30{\pm}4.67^{\circ}$ for the Taekwondo athletes and non-athlete group, respectively). When the hip joint was set at $0^{\circ}$, the peak isometric torque was greater for the Taekwondo athletes compared with the non-athlete group ($296.29{\pm}45.13Nm$ and $199.58{\pm}25.23Nm$, respectively; p<.05) and the estimated optimum knee joint angle was larger for the Taekwondo athletes compared with the non-athlete group ($78.47{\pm}5.14^{\circ}$ and $67.54{\pm}5.77^{\circ}$, respectively; p<.05). Conclusion : The results of this study suggests that, compared with non-athletes, Taekwondo athletes have stronger knee extensor strength at all hip-knee joint angle combinations as well as longer optimum muscle length, which might be optimized for the event-specific required performance through prolonged training period.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.