Розробка інформаційної моделі опори для ходьби дітей хворих на ДЦП

Abstract

Інформаційне проектування інженерних об'єктів базується на використанні інформаційних моделей об'єктів. Інформаційна модель спрощує розробку алгоритму проектування та прискорює процес виготовлення об'єкта. Метою роботи є розробка інформаційної моделі та її застосування для створення адаптивно-параметричної моделі об'єкта. Проведено аналіз існуючих моделей опори та виявлено їх переваги та недоліки. Запропоновано прототип конструкції, який відповідає вимогам успішної соціально-побутової адаптації дитини. У статті запропоновано технологію створення інформаційної моделі опори для ходьби дітей, хворих на ДЦП, та докладно розглянуто вісім рівнів проектування опори з використанням інформаційної моделі. Розроблено адаптивно-параметричну модель опори в сучасній САПР Autodesk Inventor Professional, яка розраховує та модифікує конструкцію залежно від вхідних антропометричних даних дитини (вага та зріст). Виявлено залежності розмірів конструктивних елементів опори від антропометричних даних дитини, які були наведені в табличній формі. В роботі було проведено моделювання статичних і динамічних навантажень на створену конструкцію та досліджено вплив механічних навантажень на її елементи. Результати моделювання навантажень дозволяють оптимізувати та удосконалити конструкцію шляхом зміни кількості стійок та вибору матеріалу, з якого буде виготовлено об'єкт. Запропонована інформаційна модель може бути використана для різних інженерних об'єктів. Використання інформаційної моделі скорочує час і підвищує надійність проектування об'єкта. Подальшим розвитком роботи є створення програмного додатку для автоматизації проектування в середовищі iLogic САПР Autodesk Inventor Professional на основі отриманої інформаційної моделі.

Information design of engineering objects is based on the use of information models of objects. The information model simplifies the design of the algorithm and accelerates the process of manufacturing the object. The aim of the work is to develop an information model and its application for creating an adaptive-parametric model of an object. The analysis of existing models of support was carried out and their advantages and disadvantages were revealed. The prototype of the design, which meets the requirements of successful social and everyday adaptation of the child, is proposed. In the article the technology of creation of the information model of support for walking of children with cerebrovascular disease is offered and in detail the eight levels of designing the support using the information model are considered. The adaptive-parametric model of support in the modern CAD Autodesk Inventor Professional is developed, which calculates and modifies the structure depending on the incoming anthropometric data of the child (weight and height). Dependences of sizes of structural elements of support from anthropometric data of the child, which were given in tabular form, were revealed. In the work modeling of static and dynamic loads on the created construction was conducted, and the influence of mechanical loads on its elements was investigated. The results of load simulation allow optimizing and improving the design by changing the number of racks and selecting the material from which the object will be made. The proposed information model can be used for various engineering objects. Using the information model reduces the time and increases the reliability of the design of the object. Further development of work is the creation of a software application for automation of designing in the iLogic environment of CAD Autodesk Inventor Professional on the basis of the received information model.

Информационное проектирование инженерных объектов базируется на использовании информационных моделей объектов. Информационная модель упрощает разработку алгоритма проектирования и ускоряет процесс изготовления объекта. Целью работы является разработка информационной модели и ее применение для создания адаптивно-параметрической модели объекта. Проведен анализ существующих моделей опоры и выявлены их преимущества и недостатки. Предложено прототип конструкции, отвечающий требованиям успешной социально-бытовой адаптации ребенка. В статье предложена технология создания информационной модели опоры для ходьбы детей, больных ДЦП, и подробно рассмотрено восемь уровней проектирования опоры с использованием информационной модели. Разработан адаптивно-параметрическую модель опоры в современной САПР Autodesk Inventor Professional, которая рассчитывает и модифицирует конструкцию в зависимости от входных антропометрических данных ребенка (вес и рост). Выявлены зависимости размеров конструктивных элементов опоры от антропометрических данных ребенка, которые были приведены в табличной форме. В работе было проведено моделирование статических и динамических нагрузок на созданную конструкцию и исследовано влияние механических нагрузок на ее элементы. Результаты моделирования нагрузок позволяют оптимизировать и усовершенствовать конструкцию путем изменения количества стоек и выбора материала, из которого будет изготовлено объект. Предложенная информационная модель может быть использована для различных инженерных объектов. Использование информационной модели сокращает время и повышает надежность проектирование объекта. Дальнейшим развитием работы является создание программного приложения для автоматизации проектирования в среде iLogic САПР Autodesk Inventor Professional на основе полученной информационной модели.