Prüfsysteme für körpergetragene Produkte

© Fraunhofer IPA
System zur Erfassung mechanischer Belastungen von körpergetragenen Produkten

Die Beurteilung und Erfassung mechanischer Belastungen von körpergetragenen Produkten wie Orthesen, Prothesen, Schuhen oder anderen technischen Systemen ist in Verbindung mit dem Menschen hoch komplex. Eine realitätsnahe Prüfung erfordert daher ein umfassendes Prüfverständnis wie auch ein umfassendes Prüfequipment.

Die Gruppe >>Angewandte Biomechanik<< arbeitet an der Optimierung bestehender Prüfverfahren sowie an der Entwicklung von komplexen dynamischen Testsystemen zur mechanischen Belastung von Einzelkomponenten oder ganzen Produkten und führt diese im Kundenauftrag durch.

Vereinfachte Belastungstests können durch Zug- / Druck- / 3-Punkt- Biegeprüfung durchgeführt werden. Prothesen, Orthesen, als auch Schuhe werden mit einer Testmaschine basierend auf ISO 22675 und ISO 16955 kraft- und positionsgesteuert getestet.

Komplexe 3D Bewegungsabläufe werden mittels eines 6-Achs Roboters simuliert. Individuelle Bewegungen und Kräfte des Menschen, welche in unserem Bewegungslabor erfasst werden, dienen als Grundlage für die Programmierung der Roboterbewegung. Damit entsteht eine realistische Abbildung des Bewegungsablaufes durch den Roboter, welche ebenfalls kraft- und positionsgesteuert durchgeführt werden kann.

Unser Leistungsangebot:

  • Durchführung von mechanischen Testreihen Funktions-, Haltbarkeits- und Festigkeitstests in einer kontrollierten Umgebung
  • Prüfung von körpergetragenen Komponenten, Teil-und Gesamtsystemen anhand verschiedener Prüfmaschinen und - verfahren
  • Machbarkeitsanalysen
  • Ganzheitliche Beratung bei der Erstellung von Prüfmethoden und Durchführung von Testreihen
  • Entwicklung von mechanischen Testmaschinen und –verfahren nach Kundenwunsch zur Bewertung von körpergetragenen Produkten, z.B. Orthesen, Prothesen, Exoskelette, Schuhen
  • Übertragung von realen Bewegungsdaten des Menschen auf eine Maschine und Abbildung von Nutzerprofilen
  • Unterstützung bei der Optimierung Ihres Produktes, indem wir bei einer mechanischen Prüfung den späteren Einsatzort mit seinen verschiedenen Umweltsituationen nachbilden

Vorteile:

  • Schnelle, zuverlässige Testergebnisse durch umfangreiches Prüfverständnis
  • Realitätsnahes Prüfen mittels 3D-Kinematik und Kinetik durch ganzheitliches biomechanisches Grundverständnis
  • Prüfung von Prototypen in der frühen Entwicklungsphase unter realen Belastungssituationen vor Durchführung von Studien mit Probanden
  • Hohe Wiederholbarkeit, Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit im Vergleich zu Probandenversuchen

Referenzen#

 

3D-Prüfsysteme

3D-Testen basierend auf realen biomechanischen Daten.

 

Gangsimulation & Prothesenfußprüfung

Prüfung von Prothesen unter Beachtung von normativen Vorgaben.

 

Testung von Orthesen & Schuhen

Entwicklung von Test-Dummys nach anatomischen und biomechanischen Gesichtspunkten.

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    • Mechanisches Prüflabor mit adaptiven Testaufbauten
    • Dynamischer Gangsimulator (Shore Western KS2-07) nach ISO 22675
    • Hydraulische Zug-/Druck-Prüfmaschine für Materialprüfungen (Shore Western 301-1)
    • 6-Achs Roboter Kuka Quantec
    • Diverse Dummys nach biomechanischen Vorbild z.B. Fuß inkl. integrierter Sensorik, Hand, Oberkörper, Oberschenkelstumpf
    • Optische 3D-Bewegungserfassung mit Infrarot-Kamerasystem (Qualisys)
    • 3D-Bewegungserfassung mit Inertialsensor-System (Xsens)
    • Kraftmessplatten für 3D-Bodenrektionskräfte (AMTI)
    • Mobile Druck, Kraft- und Momentensensoren, z.B. für Handkräfte oder bei Prothesen-Aufbauten
    • Druckverteilungsmessung mit spezifizierten Sensormatten
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