خلاصه اختراع سيستم سوپاپ هوشمند موتور از يك سنسور، سيستم كنترل(ميكروكنترلر) و سوپاپ مغناطيسي تشكيل شده است. سنسور اين مجموعه كه از چهار طرح پيشنهادي به دلايل ذكر شده طرح شماره 4 استفاده شده است. در اين سنسور يك شيار قرار گرفته(شيار نور) كه در دو طرف آن فرستنده و گيرنده فتوسل نسب شده كه با دريافت نور پالس الكتريكي ايجاد شده را به ميكرو كنترلر ارسال كرده و دستور باز و بسته شدن سوپاپ را به بلوك سوپاپ مغناطيسي ارسال مي¬كند. درون سنسور يك صفحه لغزان قرار گرفته كه بر روي آن شياري منحني شكل وجود دارد(معادله اين منحني به نوع موتور و شرايط آن بستگي دارد) كه محور وزنه درون آن قرار گرفته است، وزنه حركت رفت و برگشتي دارد كه به دليل وجود اين شيار به حركت دوراني صفحه تبديل مي¬شود. با افزايش دور ميل لنگ نيروي گريز از مركز بيشتري به وزنه وارد مي¬شود و وزنه بيشتر به ديواره سنسور نزديك شده و در نتيجه صفحه لغران گردش بيشتري نسبت به شفت سنسور مي¬كند، كه اين كار باعث آن مي¬شود كه لقمه از جلوي شيار نور به كنار رفته و زمان رسيدن نور از فرستنده به گيرنده افزايش پيدا كند، كه نتيجه اين اتفاق بيشتر باز ماندن سوپاپ در دورهاي بالا است. عملگر ديگر اين سيستم، ديافراگم حساس به تغييرات فشار است كه به منيفولد هوا متصل شده، با افزايش دور موتور تنفس موتور نيز زياد ميشود، كه اين بدين معني است اختلاف فشار بيشتري توليد ميكند و صفحه ديافراگم را به طرف خود ميكشد، با اين كار بازويي كه به صفحه ديافراگم متصل شده نيز به سمت عملگر كشيده ميشود، سر ديگر اين بازو به پوسته سنسور متصل شده(فتوسل ها به پوسته متصل شده اند و پوسته حركت دوراني محدودي دارد و با فنر مهار ميشود.) پوسته را اندكي ميچرخاند. اين كار باعث آن ميشود كه با افزايش دور سوپاپ ها زودتر باز شوند. كاليبره كردن فنرها، منحني شيار و ميزان حركت ديافراگم به نوع موتور بستگي دارد، كه در اين سيستم قابل تغيير است، به نحوي كه ميتوان براي شرايط جديد اجزا سيستم را عوض نمود و يا سختي فنرها راتغيير داد.

عمل تعويض مفصل زانو و لگن يكي از رايج ترين شيوه هاي درماني، زماني كه مفصل زانوي فرد به طور كامل تحليل رفته باشد يا مفصل لگن فرد دچار مشكلات غير قابل بازگشتي شده باشد، است به طوري كه پيش بيني مي شود در سال 2030 بالغ بر 4740000 نفر در آمريكا اين عمل را انجام خواهند داد. اگرچه اين عمل سبب كاهش درد و بهبود وضعيت عملكردي و كيفيت زندگي فرد بيمار ميشود ، اما تعداد زيادي از افرادي كه اين عمل جراحي را انجام مي دهند با سپري شدن سالهاي زيادي بعد از عمل، نميتوانند توانايي راه رفتن نرمال را بدست بياورند و الگوي حركتي مناسب را از دست ميدهند و فازحركتي آنها تغيير خواهد كرد و حتي ممكن است گام هاي اهسته و كوتاه و يا ناخواسته اي جهت حفظ تعادل بردارند. اختراع حاضر مناسب كاردرمان ها و فيزيوتراپ ها در ويزيت هاي در منزل افراد بعد از جراحي است. همچنين در افرادي كه دچار ضعف مفاصل شده اند كاربرد دارد. همچنين به عنوان يك ابزار ارزان قيمت، با دوام و كم وزن مي تواند در اختيار بيماران جهت ادامه فرآيند فيزيوتراپي در منزل قرار گيرد. طراحي منحصر به فرد اين محصول موجب شده است كه جهت تمرينات افزايش رنج حركتي و ايجاد بي وزني بسيار موثر باشد. كاربرد اصلي اين محصول تمرينات زير است: Knee flexion-extension Hip abduction-adduction

از كار افتادن عملكرد دست به خاطر بيماري هاي مختلف مانند استروك، فلج مغزي، ضايعه نخاعي و آرتريت روماتوييد باعث كاهش استقلال فرد و از دست دادن كاركردهاي روزمره (ADL) مي شود. با الهام گرفتن از طبيعت، ساخت ربات نرم (Soft Robotics)براي برطرف كردن نياز توان خواه مورد هدف قرار گرفت. ربات هاي نرم با توجه به مواد مورد استفاده كه داراي ساختار نرم و درجه آزادي بالا مي باشد مي توانند به عنوان وسيله اي در جهت استفاده براي كارهاي روزمره و ظريف قرار بگيرند. ربات نرم توانبخشي ساخته شده در اين ادعانامه قادر به ايجاد حركات فلكشن و اكستنشن دست به صورت يك ابزار كمكي است همچنين بدليل كنترل كابلي آن ذاتا داراي امنيت است و حذف نياز به تنظيمات پيچيده ي مكانيكي را دارا مي باشد. سيستم ميكروكنترلري طراحي شده قابليت تعيين ميزان باز و بسته شدن پنجه را جهت تامين نيازهاي كاركردي روزانه توان خواه دارد. اين امر امكان استفاده از دستكش توانبخشي نرم را در منزل با كاهش زمان بدليل كاهش پيچيدگي تنظيمات مكانيكي دستكش را بوجود آورد.

ربات هاي توانبخشي در دو دسته ربات نرم (Soft Robotics) و اگزواسكلتون تقسيم بندي مي شوند. انواع اگزواسكلتون به دليل ساختار سخت و سنگين و محدوديت آزادي حركت درميان بيماران دچار نقص حركتي پذيرش پاييني دارند. رباتهاي نرم نسل جديد ربات هاي توانبخشي هستند كه با ساختار نرم و سبك خود بر مشكلات ربات هاي توانبخشي متداول (اگزواسكلتون ها ) غلبه كرده اند. با الهام گرفتن از طبيعت، ساخت ربات نرم براي برطرف كردن نياز توان خواه مورد هدف قرار گرفت. رباتهاي نرم با توجه به مواد مورد استفاده كه داراي ساختار نرم و درجه آزادي بالا مي باشد مي توانند به عنوان وسيله اي در جهت استفاده براي كارهاي روزمره و ظريف قرار بگيرند. ربات نرم بدليل كنترل پنوماتيك آن ذاتا داراي امنيت است و حذف نياز به تنظيمات پيچيده ي مكانيكي را دارا مي باشد. اين امر امكان استفاده ي دستكش توانبخشي نرم را در منزل با كاهش زمان بدليل كاهش پيچيدگي تنظيمات مكانيكي دستكش را بوجود آورد. در اين ادعانامه استفاده از مكانيزم پنوماتيك منعطف، استفاده از اكچويترهاي سيليكوني نرم و قابل شستشو، يرخورداري از حركت فلكشن و اكستنشن، كنترل موقعيت انگشتان و بهينه بودن سايز مدارات كنترل و موتورها از جنبه هاي جديد بودن آن هستند. جهت استفاده از دستكش توانبخشي، فرد مي تواند با قرار دادن دستكش به روي دست و بستن بند دستكش آماده استفاده از دستكش باشد. در اين دستكش توانبخشي توسط يك كنترل براحتي حركت فلكشن و اكستنشن به ميزان دلخواه قابل اجرا مي باشد. همچنين در مد كاري تمريني باز و بسته شدن پنجه به صورت تكراري و متناوب با سرعت قابل تنظيم انجام ميشود.

ناكارآمدي عضلات، يكي از گسترده ترين مشكلات ناشي از بيماري هاي مختلف است. عدم عملكرد درست عضلات در بخش هاي مختلف بدن عامل مهمي در كاهش توانايي هاي عملكردي افراد است. از آنجا كه در گروه روش هاي غيرتهاجميِ درمانِ اين مشكلات، بازدهي نامناسبِ زمان، هزينه و انگيزه ي درماني مطرح مي شود، اختراع حاضر اقدام به حل اين مشكلات كرده است. اين اختراع يك سيستم جامع يادگيري حركتي است كه برپايه ي سنجش فشار از طريق سنسورها عمل مي كند. تمرينات بصورت اعمال فشار به كافهاي داراي سنسور فشاري است كه براساس ميزان فشار وارد شده به كاف، يك بازي يا پيگيري الگو در رايانه متصل به دستگاه انجام مي شود. نتايج تمرينات در هر جلسه با جلسات قبل مقايسه شده و بدين ترتيب استراتژي درمان بيمار مشخص مي شود. اين روندِ بيوفيدبك علاوه بر افزايش انگيزه بيمار، طي مرور زمان منجر به يادگيري حركتي و اصلاح ناكارآمدي گروه عضلاني مرتبط مي گردد.

ناكارآمدي عضلات، يكي از گسترده ترين مشكلات ناشي از بيماري هاي مختلف است. عدم عملكرد درست عضلات در بخش هاي مختلف بدن عامل مهمي در كاهش توانايي هاي عملكردي افراد است. از آنجا كه در گروه روش هاي غيرتهاجميِ درمانِ اين مشكلات، بازدهي نامناسبِ زمان، هزينه و انگيزه ي درماني مطرح مي شود، اختراع حاضر اقدام به حل اين مشكلات كرده است. اين اختراع يك سيستم جامع يادگيري حركتي است كه برپايه ي سنجش EMG از طريق الكترودهاي سطحي عمل مي كند. تمرينات بصورت نصب الكترودها در محل هاي مورد نظر و انقباض و يا شل كردن عضلات مربوطه است كه متناسب با سيگنال ورودي، يك بازي يا پيگيري الگو در رايانه دستگاه انجام مي شود. نتايج تمرينات در هر جلسه با جلسات قبل مقايسه شده و بدين ترتيب استراتژي درمان بيمار مشخص مي شود. اين روندِ بيوفيدبك علاوه بر افزايش انگيزه بيمار، طي مرور زمان منجر به يادگيري حركتي و اصلاح ناكارآمدي گروه عضلاني مرتبط مي گردد.

ابزار پوشيدني توانبخشي دست ها با استفاده از بيوفيدبك بازي گونه جهت كمك به بهبود حركات ظريف و اكتيو بيماران با مشكلات اندام فوقاني طراحي شده است. اين ابزار مكانيزم ساده اي دارد و براي طيف گسترده اي از بيماران ارتوپديك و نورولوژيك با مشكلات اندام فوقاني و حركات ظريف دست ها قابل استفاده است. نحوه كار بدين صورت است كه پس از پوشيدن و اتصال ابزار به موبايل يا رايانه بيماران با حركت انگشتان مقابل هم طبق الگوي بيوفيدبك بازي گونه، تمرينات و حركات ظريف دستي به صورت بازي و با حداقل خستگي انجام مي دهند. اين بازي ممكن است نظير نواختن يك قطعه موسيقي با قرار دادن انگشتان مقابل هم باشد.

خلاصه: در اين اختراع با كمك خواص جيوه از قبيل رسانايي الكتريكي، سيال بودن و مقاومت الكتريكي توانستيم ترازي را بسازيم كه داراي كاربردهاي زير است: تراز ساز: بدان معني كه مي تواند خودش را تراز كند. زاويه ساز: مي تواند زاويه مورد نظر رابسازد. زاويه ياب: مي تواند زاويه سطح مورد نظر را پيدا كند. شيب ياب : مي تواند شيب سطوح را دردو بعد بيابد. لازم به ذكر است فرمول هاي به كار رفته در اين تراز از مقطع دبيرستان است و به سادگي براي اكثر مردم قابل درك خواهد بود.