Capacitive sensing of interfacial stresses

Sundara-Rajan, Kishore; Bestick, Aaron; Rowe, Gabriel I.; Klute, Glenn K.; Ledoux, William R.; Mamishev, A.V.

doi:10.1109/icsens.2010.5690146

Cited by 4 publications

(3 citation statements)

References 21 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Також така конструкція датчика все ще односпрямована, вимірюючи лише прямий тиск. Пізніше було повідомлено про декілька тривісних датчиків напруги, але їх використання в ПГ було обмежене через їх жорсткі основи, які не відповідають залишковій геометрії кінцівок [22,23], та їхні складні технології виготовлення, що заважають виготовленню кількох масивів датчиків [24].…”

Section: рис 5 сенсорна мережа на основі датчиківunclassified

Методи Вимірювання Напружень На Межі Приймальна Гільза – Залишкова Кінцівка

Мельник¹,

Худецький²,

Антонова-Рафі³

2021

БіоІнжТех

View full text Add to dashboard Cite

Реферат – частота ампутацій нижніх кінцівок зростає у всьому світі через високий рівень дорожньо-транспортних пригод та судинних захворювань. Транстибіальні ампутанти часто використовують протез як реабілітаційний засіб для відновлення повсякденної діяльності. Протез складається з кількох важливих компонентів, таких як приймальна гільза, подовжувач, щиколотка та стопа. Приймальна гільза забезпечує з'єднання між залишковою кінцівкою (куксою) та іншими компонентами протезного пристрою. Встановлення та конструкція приймальної гільзи є найскладнішою процедурою через унікальність та складність залишкової кінцівки кожного ампутованого. Незручний протез через неправильне встановлення на залишковій зоні роз'єму кінцівки може призвести до надмірних навантажень, пістонтів (вертикальні рухи всередині гнізда), подразнення шкіри та виразок і навіть до потенційної реампутації. Розподіл напружень між залишковою кінцівкою та приймальною гільзою при транстибіальній ампутації розглядається як прямий показник якості пристосування та комфорту приймальної гільзи. У зв’язку з цим, дослідники дуже зацікавлені у кількісній оцінці цих напружень на межі розділу, щоб оцінити ступінь будь-якого потенційного пошкодження, спричиненого приймальною гільзою на залишкові тканини кінцівок. Протягом останніх 50 років були використані різноманітні методи вимірювання, для визначення локалізацій надмірних напружень, які можуть призвести до пошкодження шкірних покривів, порівняння розподілу напружень у різних конструкціях приймальних гільз, а також для оцінки системи амортизації при протезуванні нижніх кінцівок. Результати таких методів вимірювання сприяли вдосконаленню конструкції та монтажу транстибіальних приймальних гільз. Ця стаття має на меті оглянути принципи роботи, переваги та недоліки традиційних та нових методів, що використовуються для вимірювання напруги на межі приймальна гільза – залишкова кінцівка. У статті також оглянуто еволюцію різних концепцій приймальних гільз та досліджень напружень на межі приймальна гільза – залишкова кінцівка, проведених за останні п’ять десятиліть, надано уявлення про останні тенденції в дизайні приймальних гільз та наведено міркування щодо ефективних інструментів вимірювання напружень, які призводять до створення функціональної приймальної гільзи. Ключові слова: приймальна гільза; транстибіальний ампутант; вимірювання напружень; залишкова кінцівка, тензодатчики, п’єзорезистивні датчики, п’єзоелектричні датчики, ємнісні датчики, оптичні датчики

show abstract

Section: рис 5 сенсорна мережа на основі датчиківunclassified

Методи Вимірювання Напружень На Межі Приймальна Гільза – Залишкова Кінцівка

Мельник¹,

Худецький²,

Антонова-Рафі³

2021

БіоІнжТех

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…When a eompressive or shear force was applied to the sensor, the relative position of the plates changed, altering the measured capacitance. The sensitivity and range of the sensor could be controlled by altering the overall size of the device and the dimensions of the pillars [10]. While this device could be simplistically deployed in a prosthetic sleeve, the fabrication method was complex and the sensor was neither wireless nor passive.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A Wireless, Passive Magnetoelastic Force–Mapping System for Biomedical Applications

Pereles¹,

DeRouin²,

Ong

2013

Journal of Biomechanical Engineering

View full text Add to dashboard Cite

A wireless, passive force–mapping system based on changes in magnetic permeability of soft, amorphous Metglas 2826MB strips is presented for long-term force/stress monitoring on biomedical devices. The presented technology is demonstrated for use in lower-limb prosthetics to ensure proper postoperative fitting by providing real-time monitoring of the force distribution at the body-prosthesis interface. The sensor system consisted of a force-sensitive magnetoelastic sensing strip array that monitored applied loading as an observed change in the peak amplitude of the measured magnetic higher-order harmonic signal of each array element. The change in higher-order harmonic signal is caused by the change in the magnetic permeability of the sensing strips that corresponds to an increase in strip magnetization. After loading, the measured higher-order harmonic signals were fed into an algorithm to determine the applied forces, allowing for determination of the real-time loading profile at the body prosthesis interface.

show abstract

“…These differences highlight the significance of the precise measurement of pressure. Extensive research has been devoted to developing sensors, converting variation of the excreted pressure to perceptible signals including mechanical [12], electrical [3,12,13,14,15,16] and optical signals [2,5,17,18,19,20,21], for precise measurement. Relative to electrical sensors [14,15,16], optical fibre sensors have specific advantages of high sensitivity, robustness, good immunity to electromagnetic interference, the intrinsic safety without electricity at the measuring point, and ease of integration, that is, one optical fibre can have multiplexed strain/temperature sensing units by using the technologies of wavelength-division-multiplexing, fibre Bragg gratings and others.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Highly Sensitive and Durable Structured Fibre Sensors for Low-Pressure Measurement in Smart Skin

Bao

Liu

et al. 2019

Sensors

View full text Add to dashboard Cite

Precise measurements of low pressure are highly necessary for many applications. This study developed novel structured fibre sensors embedded in silicone, forming smart skin with high sensitivity, high durability, and good immunity to crosstalk for precise measurement of pressure below 10 kPa. The transduction principle is that an applied pressure leads to bending and stretching of silicone and optical fibre over a purposely made groove and induces the axial strain in the gratings. The fabricated sensor showed high pressure sensitivity up to 26.8 pm/kPa and experienced over 1,000,000 cycles compression without obvious variation. A theoretical model of the sensor was presented and verified to have excellent agreement with experimental results. The prototype of smart leg mannequin and wrist pulse measurements indicated that such optical sensors can precisely measure low-pressure and can easily be integrated for smart skins for mapping low pressure on three-dimensional surfaces.

show abstract

Capacitive sensing of interfacial stresses

Cited by 4 publications

References 21 publications

Методи Вимірювання Напружень На Межі Приймальна Гільза – Залишкова Кінцівка

Методи Вимірювання Напружень На Межі Приймальна Гільза – Залишкова Кінцівка

A Wireless, Passive Magnetoelastic Force–Mapping System for Biomedical Applications

Highly Sensitive and Durable Structured Fibre Sensors for Low-Pressure Measurement in Smart Skin

Contact Info

Product

Resources

About