SlideShare a Scribd company logo
1 of 68
Download to read offline
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gait Provision System (GPS) 
 
BE 400/500 
 
Zhaowei Chen 
Kritika Lakhotia 
Kim McGarrity 
Sarah McKinley 
Vienna Mott 
 
December 13th, 2015 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ACKNOWLEDGEMENTS 
 
We are immensely grateful to the therapists at the Stroke Rehabilitation Center at Buffalo General 
Hospital to have spared their time for explaining the equipments and demonstrating its use. It was an 
insightful experience for us and it helped us in designing our device with strategy. We hope that our 
design can provide them with ideas for the future.  
 
We would like to thank Dr Filip Stefanovic for giving us the wonderful opportunity of visiting the 
center and for giving us this project as well. The ground work that he layed for this project made our work 
extremely smooth. 
 
Finally, we would like to thank our fellow classmates for BE400/500 for giving their suggestions 
during the presentation to help our design grow.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
TABLE OF CONTENTS  
 
1. Operations Phase  
1.1 Operations Scope  
1.2 Document Overview  
1.3 Objectives  
1.4 Operations Overview  
1.4.1 Prioritized functional requirements  
1.4.2 Prioritized performance requirements  
1.4.3 Environmental conditions  
1.5 System Overview  
1.5.1 System scope 
1.5.2 System Architecture  
1.6 Functional Flowchart 
1.6.1 Phases of use  
1.6.2 System stages with phases of use   
 
     2.   Mechanical Phase 
            2.1 Mechanical Scope 
            2.2 Mechanical Overview 
             2.2.1 System overview 
             2.2.2 3D view 
            2.3 Structure Design 
             2.3.1 Frame and Base 
                         2.3.2 Front and Back Support 
                         2.2.3 Passive Harness and Harness Support 
                         2.2.4 Harness Support 
            2.4 Motor Unit(s) 
 
     ​3. Software Phase 
3.1 Scope 
3.2 Front End Description 
3.2.1 Flow chart of application use 
3.2.2 Remote interface 
3.3 Software Architecture  
3.4 Software Requirements 
3.5 Mini Specifications 
3.6 Software Tasks 
3.6.1 Normal operations 
3.6.2 Low battery operations 
3.6.3 Early versus late training  
3.7 Systems Impact 
 
2 
 
4. Electrical Phase 
4.1 Scope  
4.2 Noteable Systems 
4.2.1 Notable systems  
4.2.2 Force detection and feedback  
4.2.3 iPad 
4.3 System Architecture  
4.3.1 Location of components  
4.3.2 Serial communications  
4.4 Power Consumption  
  
5. Control Phase 
5.1 Scope 
5.2 Control Specifications 
5.3 Hierarchy 
5.4 Systems Model 
5.4.1 Lift motor 
5.4.2 Vibration motor 
   
      ​6.  Appendix and list of changes   
 
 
 
   
3 
 
GENERAL OVERVIEW OF SYSTEMS  
 
 
Figure 1:​ A basic overview of our design 
 
Operations: 
A body­weight support system is a device that helps the user to perform tasks, typically walking, 
by providing support and balance. It utilizes a harness to provide stability and reduce the amount of 
weight beared on the legs. This enables training of muscles in the walking motion, even for users with 
limited muscular and balance capabilities. The body weight support system over a treadmill is a favorable 
option for motor learning. This system is said to provide means of recovery by improving the endurance 
in speed of walking and the assistance required to walk.  
The current support system at Kaleida Health’s Stroke Rehabilitation Center at Buffalo has 
certain limitations that need to be addressed and solved, in order to provide better rehabilitation assistance 
to the users. These issues include problems related to the imbalance in the user’s motion, monitoring of 
the patient by more than one therapist, attachment problems, and tolerance levels of the patient.  
 
Mechanical: 
When looking at the mechanical design of a body­weight support system (BWS) the main goals                             
would be to safely support the load for patients within a specified weight range, allow for unrestricted                                 
natural movement and gait, be easy to use, and provide optimal comfort and security when in use. 
The system designed in this report contains four main segments and two stages of use. The                               
segments include base and frame, front and back supports, passive harness and its supports, and the                               
motor. Each of these segments are then divided into smaller components and compared with other                             
trade­offs. The two stages of use, which are described in detail in the system overview, are a standing                                   
assist and walking assist.  
The measurements used in each aspect of the design follow anthropometric data found from The                             
Ergonomics Center. 5th Percentile female data and 95th percentile male data were used as limits for the                                 
4 
 
maximum and minimum dimensions and weight. An appendix in the back of the report contains some                               
data used. 
 
Electrical: 
This system includes a patient lift system and a force detection and feedback system. The patient 
lift system is activated by a separate remote control, which then signals a motor to lift the patient to a 
standing position. Once the patient is ready to begin walking with the device, the force feedback systems 
can be activated. 
  The force detection and feedback section allows the device to detect the force output by the 
patient, transmit the information to the visual display via Bluetooth. Physical feedback is also given, via 
vibrating motors. 
 
Software: 
The main software component of this device is a downloadable application (app) onto an iPad 
mini which can be hooked up directly to the device or removed and used separately. This app, named gait 
provision system or GPS for short, will play a part in being our main user interface, information 
processor, and operating system. Several functions of the GPS include a library of patient data for quick 
and easy use, visual feedback for the patient as they are using the device, and an adjustable metronome. 
There are four main stages of use which are focused on throughout the paper: caregiver input, patient use, 
data output and review, and online access. 
There are also two forms of feedback, visual and physical, that will come from force sensors 
placed within the side supports. These sensors will be linked directly to the iPad for the visual feedback 
and once reached a specified threshold, will initiate small vibrations to the side of the patient letting them 
know where most of their weight is leaning. 
 
Control: 
The Gait Provision System has two main control components; a lift and vibration motor. The 
control requirements for each of these will be described in the first section of the report as well as some 
foreseen limitations. The preceding section prioritizes each component and provides flow charts for better 
understanding of the autonomous and manual controls. Lastly, the third section will go into some basic 
calculations and models of the system behavior. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
6 
 
1. OPERATIONS PHASE 
 
1.1 OPERATIONS SCOPE 
 
A body­weight support system is a device that helps the user to perform tasks, typically walking, 
by providing support and balance. It utilizes a harness to provide stability and reduce the amount of 
weight beared on the legs. This enables training of muscles in the walking motion, even for users with 
limited muscular and balance capabilities. The body weight support system over a treadmill is a favorable 
option for motor learning. This system is said to provide means of recovery by improving the endurance 
in speed of walking and the assistance required to walk.  
The current support system at Kaleida Health’s Stroke Rehabilitation Center at Buffalo has 
certain limitations that need to be addressed and solved, in order to provide better rehabilitation assistance 
to the users. These issues include problems related to the imbalance in the user’s motion, monitoring of 
the patient by more than one therapist, attachment problems, and tolerance levels of the patient.  
 
1.2 DOCUMENT OVERVIEW 
 
The design intends to overcome most of the limitations mentioned above, and provide maximum 
beneficial prospects to the users while maintaining the quality of the device. The design includes optimal 
constancy for the patient through a movable side and back support. With the use of a variety of 
components, it is desired that the labor in terms of therapist would largely decrease, and also reduce the 
associated cost. The quality is an important factor that would be taken into consideration in terms of the 
material used for the equipment and will be discussed eventually in the further phases. The design 
includes distinct functional requirements with the intention of each requirement reaping favorable 
benefits. The performance parameters need to assessed considerably since it is validation of a kind to 
know the usefulness of the design that has been created and the parameters been delved into further in the 
document.  
 
 
   
7 
 
1.3 OBJECTIVES  
 
Need & Requirements   Rationale  
1. Easy attachment   The first requirement is that the device should be 
easy for attachment. If it’s hard to get the patient 
harnessed properly, the further steps become 
difficult. This can be worn while the patient is on 
the wheelchair. 
 
2. No harm to the patient (safety)  If the device isn’t safe, the rehabilitation gait 
training loses its purpose. So the second 
consideration should be the safety issue. For 
example, the device should hold the patient tightly 
so that patient does not fall down during the 
training. 
3. Support 
 
For a BWSS, the weight supporting issue after we 
get the patient to fit comfortably and safely is 
important. As people have different weight 
ranging from around 100 pounds to more than 300 
pounds, the system should be able to hold the 
weight, or even measure the weight and adjust the 
parameters corresponding to it. 
4. Keeps patient balanced  It is essential to keep the patient balanced during                 
the training. It is partly a safety issue, but more                   
importantly, balanced training can get a better             
result (especially for patients who have trouble             
distributing weight equally to both feet) because             
normal people walk stably. The individual           
supports (arm supports and front and back             
supports) contribute to it.  
5. Feedback  To know the improvement of the patient with               
every passing session, a feedback component is             
required in the device. Visual feedback and a               
physical feedback are provided.  
6. Improve human gait  Finally, after all necessary considerations the 
patient’s gait should be restored to maximum or 
complete normalcy.  
Table 1.3­1: ​List of need and requirements for our design with their rationale 
 
 
   
8 
 
1.4 OPERATIONS OVERVIEW  
 
1.4.1 Prioritized Functional Requirements 
 
Components  Implications 
1. Upper body supports (under the arms)  Necessary for stabilization. Ensures that the 
patient remains in an upright position when 
mobile. Without this component, the patient 
would be susceptible to falling.  
2. Movable front/back support   Also allows for the stabilization of the individual. 
Must be movable for the sake of adjustments for 
each person and each use.  
3. Hand Grips  Method to avoid slipping when the patient is 
walking and it allows for extra upper body 
support and helps in balancing during gait. 
6. Feedback  Useful to track progress of the patient with 
consecutive sessions. The visual feedback can be 
observed on the iPad that is wirelessly linked to 
the microcontroller of a force sensor. The physical 
feedback would be provided in terms of the 
vibrations felt by the patient after a certain force is 
reached. Some patients have trouble distributing 
weight between both sides of their body during 
rehabilitation. This would display the results on 
the iPad.  
Table 1.4.1­1:​ List of components for our design and their respective implications 
 
1.4.2 Prioritized Performance Requirements: 
● Machine Movability/adjustability­ Success can be quantified by the seamlessness of motion. 
More specifically, any choppiness found when using the machine would be considered negative 
results. Furthermore, the ease of adjustability would also be a measure of performance. Finding 
the right settings for an individual should take a minimal amount of time and should be accurate 
every time. Range of motion would be dependent on the design construction of the device and in 
this one, most components are fairly adjustable. This makes range of motion easier as it will be 
suited to the patient’s needs. Normal gait pattern is the final and the most important parameter of 
usefulness of the device.  
● Ease of use ­ Performance can also be gauged upon the user friendliness for the therapist. This 
design should allow use of the machine with only one therapist assisting in the way of settings 
and guidance. The patient’s progress is the most effective way of knowing whether the device has 
been easy for the patient to use and this can be tracked by the feedback results discussed in detail 
in the software phase of Section 3.3 and 3.5. 
9 
 
● Pressure Sensor Recordings ­ Progress can be tracked based on the recording of the number of 
steps taken by each individual, as well as the weight distribution recorded. Perhaps an algorithm 
based on weight, height, and other specifications could be used to ensure a percentage of progress 
before the patient is able to walk freely.  
 
1.4.3 Environmental Conditions: 
The only environmental condition that may need to be addressed is the space requirement necessary to 
use this product, but also to store it. Considering the tasks at hand, the size would be the only impeding 
factor. However, the design would be no larger than current designs, so implementation in rehabilitation 
facilities should not be an issue.  
 
 
 
1.5 SYSTEM OVERVIEW 
 
1.5.1 System Scope 
 
 
 
 
10 
 
 
 
 
 
 
1.5.2 System Architecture 
 
Structure​: A lift assist device that lifts the patient under the arms will be accessible for the patient 
without need of a harness, and be able to accommodate more users regardless of size.  
Human Interface​: The device will be made with adjustable heights and positions for both the device as a 
whole and the supporting pads. The pads will be mechanically adjustable, so that the caregiver can adjust 
them specifically to the user, and the device can accommodate as many users as possible. 
Control​: The device will be self­propelled by the user, as it will have wheels to enable it to move with the 
user.  
Actuators​: The device does not need to output any energy to the patient. 
Sensors:​ The device will have force transducers the the supporting pads in order to sense the force 
exerted on the machine. Analysis of these force outputs can help caregivers to understand the exact nature 
of the patient’s balance issues. 
Power​: The sensors and any data storage will have to be powered. A battery mounted on the device, 
rather than a power cord, is optimal because the device is mobile. 
Software Interface​: The data collected by the sensors will need to be processed before it can be of use. In 
order for optimal efficiency as well of ease of use, it will be a very simple user interface, that can also 
store previous patient records in order to monitor progress. 
 
Modes of operation​: The device can be used by a patient as simply a weight assist device or as a weight 
assist device as well as a balance assist. These multiple modes of use increase the number of patients that 
can use and benefit from this device. 
 
 
 
   
11 
 
 
1.6 FUNCTIONAL FLOWCHART 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
 
 
  
   
13 
 
1.6.1 Phases of use:  
 
1. Take out of storage and move in front of seated patient  
2. Adjust width of support according to individual needs 
3. Place supports under the patient’s arms 
4. Raise to standing height ­ lift stage  
5. Calibrate pressure sensors, and other components if necessary for the patient 
6. Patient use ­ walking stage  
7. Return support system to storage 
 
 
1.6.2 System stages with phases of use 
 
Lift Stage:​ bring patient from sitting to standing 
 
Figure 1.6.2­1​: The process demonstrating the lifting stage of the patient 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
14 
 
 
Walking Stage:​ device moves with patient to support them 
 
Figure 1.6.2­2:​ The walking stage is demonstrated in the above image 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
15 
 
 
2. MECHANICAL PHASE 
 
2.1 MECHANICAL SCOPE 
 
When looking at the mechanical design of a body­weight support system (BWS) the main goals                             
would be to safely support the load for patients within a specified weight range, allow for unrestricted                                 
natural movement and gait, be easy to use, and provide optimal comfort and security when in use. 
The system designed in this report contains four main segments and two stages of use. The                               
segments include base and frame, front and back supports, passive harness and its supports, and the                               
motor. Each of these segments are then divided into smaller components and compared with other                             
trade­offs. The two stages of use, which are described in detail in the system overview, are a standing                                   
assist and walking assist.  
The measurements used in each aspect of the design follow anthropometric data found from The                             
Ergonomics Center. 5th Percentile female data and 95th percentile male data were used as limits for the                                 
maximum and minimum dimensions and weight. An appendix in the back of the report contains some                               
data used. 
   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 
2.2 MECHANICAL OVERVIEW 
 
 
 
Figure 2.1­1. ​Device overview with different components labeled A­H 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
 
  2.2.1 System Overview: 
The proposed body­weight support system has two separate stages of use and therefore two 
distinct mechanical systems: active standing assist, and walking assist.  
 
Standing Assist​: is a powered system where the patient is moved from a seated position to 
standing, assisted by the support system.  
Mechanical components: 
­ Frame 
­ Base 
­ Wheels 
­ Foot rest 
­ Knee rest 
­ Harness 
­ Attachment cables 
­ Lift motor 
 
1) Base wheels are locked  
2) Seated patient dons harness 
3) Patient’s feet and knees are secured to the feet and knee rests, respectively. 
4) The harness is attached to the active lift motor via cords. 
5) The force generated by the lift motor lifts the patient to a standing position 
 
 
Walking Assist​: The patient is using the support system to help balance and walk, while 
supported by arm, torso and back supports, as well as the harness which is disconnected from the 
lifting assist and secured overhead. 
Mechanical Components: 
­ Frame 
­ Base 
­ Torso support 
­ Back Support 
­ Arm support and grip 
­ Harness 
­ Overhead attachment cables 
­ Overhead attachment clip 
 
1) Once the patient is standing, the back support is attached to the device, and adjusted to lie 
securely with his or her back. 
2) The arm and torso supports are also adjusted to suit the patient 
3) The patient is attached to the overhead harness attachment 
4) The wheel locks are released 
5) The patient can now move forward using the assist device. 
18 
 
2.2.2  3D view:  
 
Figure 2.2.2.1 ​3D Device overview  
 
 
Dimensions: 
The dimensions of this device can be broken down into the frame and base, which are not 
adjustable, as well as adjustable components: the knee and foot rests, and the arm and back support. 
Holistically, the device’s minimum floor space required for storage is determined by the non­collapsible 
frame at 3.99 square meters. 
 
Material  Modulus of 
Elasticity 
(10^9 N/m^2) 
Ultimate Tensile 
Strength   (10^6 
N/m^2) 
Yield 
Strength 
(10^6 
N/m^2) 
Price 
(USD/kg) 
Weight 
(kg/m^3) 
Stainless Steel 
AISI 302 
180  860  502  4.53  7916.48 
Aluminum  69  110  95  1.58  2698.79 
Titanium Alloy  105­120  900  730  18.96  4539.47 
Table 2.3.1.3 ​Material Comparison 
 
19 
 
 
 
Figure 2.2.2.2. ​Main frame and dimensions 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
 
Figure 2.2.2.3. ​Foot and knee supports, standard hinge for rotation 
 
 
Figure 2.2.2.4.​Forearm platforms and handgrip 
 
Figure 2.2.2.5. ​Top view of the back support, inserts for front support 
21 
 
 
Figure 2.2.2.6. ​Top view of the back support, pop pin adjustments are located on the side and within the 
curvature is vinyl padding 
 
 
2.3 STRUCTURE DESIGN 
 
2.3.1Frame and Base 
 
Requirement  Criteria 
Selective mobility: immobile when using standing 
assist attachment and unattaching patient, yet not 
impede patient when walking. 
Type of wheel and accompanying wheel locks 
Load bearing: needs to support weight of an 
average patient 
Material used for frame and base. 
Stability: the structure must not overturn or tilt.  Dimensions of base and frame, placement of 
loads. 
Table 2.3.1.1 ​List of requirements for the devices frame and base and their criteria 
 
Base: 
The base will be formed by two parallel beams that the frame will connect. The wheels will be placed at 
both ends of the beams, as well as directly under the point of attachment of the frame. The material 
selected for  the base was stainless steel, based on its ability to bear large loads with minimal deformation, 
as well as relative low density to allow for a lighter device. The type of wheels selected were stainless 
steel with a 9 cm diameter. 
22 
 
 
Figure 2.3.1.2:​ Wheel placement within the base 
  
Trade off: Material Weight versus Strength  
A denser material adds weight to the structure that must ultimately be moved by the patient. 
While a higher density material may have a higher yield strength and can therefore support higher 
loading, a material too dense will lead to a device too heavy to move with the user. 
Furthermore, deformation must be taken into account­ a material with a high modulus of elasticity 
will deform under a load. Deformation is preferred over total breakage and failure of a more brittle 
material, but if the base deform too much, there will no longer be clearance between the ground and the 
device to move forward. 
 
Dimensions: space versus stability 
It is preferable to have a compact device to enable its user to move unencumbered through a floor 
space, as well as easy storage. However, it is important to have a large base of support for the device to 
minimize the chance of an applied force, due to either the active standing assist or support while walking, 
overturning the device  
Considering the horizontal force applied by the patient to the device as her or she walks forward, 
overturning of the device is an issue with regards to the moment created where the wheels meet the floor 
at the end of each beam. As shown in diagram 1 of figure 9, While the applied force (F​A​), moment arm of 
the applied force, and the weight of both the patient and the machine (W​D+P ​)are fixed, the moment arm is 
not; therefore a longer base is favorable in order to maximize this counter­ moment. 
 
                                ​ Figure 2.3.1.4​: Overturning moment dependent on 1) base length and 2) Height 
23 
 
 
Wheel type: Traction versus Mobility 
It is important that a wheel is selected with an small enough rolling friction that the device is 
mobile. While there needs to be some resistance to movement as the patient needs to be able to support 
themselves with the device, a wheel with too high of a rolling resistance will impede the user's ability to 
walk with it. 
 
Frame: ​The frame will be formed by a vertical beam attached to each of the base supports, as well as a 
connecting cross bar at the top. The material selected for the frame is once again stainless steel, as the 
same requirements of strengths and minimal deformation is required. 
 
Trade offs: 
Height:  Patient Height versus stability 
Once again, the dimensions of the device dictate the magnitude of moments that could potentially 
lead to overturning of the device. The height of the device needs to be tall enough to comfortably 
accommodate most users, taking into account that the height of patients with altered gait patterns may 
fluctuate as he or she moves through the gait cycle. The limitation is that although it is assumed any force 
on the device is acting purely vertically. As shown in diagram 2 of figure 9, any deviation from this and 
the applied force (F​A​) the horizontal component (F​H ​) then has a large moment arm (H) and therefore a 
large moment that could ultimately lead to the device overturning. 
 
2.3.2 Front and Back Support 
 
Requirement  Criteria 
Support the patient, keeping them in an upright 
standing position. 
Padded supports from the front and back that fit 
tightly around the patient's lumbar region 
Adjustable in order to comfortably fit various 
body types 
Supports can be adjusted vertically and 
horizontally depending on the height and width of 
the patient 
Only one therapist needed to attach and adjust 
support 
Simple incremental adjustment knobs and pins 
are used 
Hold body weight of up to 150 kg  Materials used have a high strength and are 
slightly elastic 
Allow patient to direct movement and keep 
balance 
The forearm platforms attached to the front 
support give a place for the patient to rest their 
arms and grip the device for balance 
Table 2.3.2.1 ​List of requirements for the front and back support and their criteria 
 
24 
 
Front Support 
The front support, although a separate component, will be attached directly to the frame of the device. 
The main body of the front support will be made from Cherry wood due to its easy workability, good 
modulus of rupture (84.8 MPa), elasticity(10.3 GPa) , and moderate pricing.[2] 
 
Wood Trade­Offs: 
1. Sycamore: Modulus of rupture (69 MPa), Elastic Modulus (9.79 GPa), Moderate Pricing 
2. Gaboon Ebony: Although this wood has a higher MOR and elasticity it is very difficult to work 
with due to its density [2] 
 
Padding 
The padding attached to the front and back support for prime comfort will be made from a vinyl 
material. These materials are cleanable, highly durable, and waterproof along with being comfortable [3]. 
 
 
Trade­Offs: 
1. Cotton: Although a very soft and comfortable material it is not as durable or as wear resistant 
as vinyl 
2. Micro­fiber: Can wear quickly and is slightly more expensive 
 
Interval Adjustment 
The front and back support adjustability ranges include the 5​th​
 percentile female to the 95​th
 
percentile male in order to account for most of the population. Pop pins will control the vertical 
adjustments of the front support and attachment of the back support to the front support while spring pins 
will control the grip adjustment on the forearm platforms. 
 
Trade­Offs: 
Tension knobs wear over time which could cause slipping of the components when the device 
was in use leading to injury. 
 
Forearm Platform 
The forearm platforms will be attached directly to the front support via spring pins. They will be 
70cm long and 12 cm wide with a rubber grip. Placing the arm supports at the forearm allow for a more 
comfortable motion when walking. Since the patient forearms also vary in length the grip will also be 
adjustable, moving along the platform via spring pins. 
 
Shape 
By cutting out a hemi circle in the front support we are conforming to the patient's lumbar region 
providing more security and comfort. 
 
 
 
 
25 
 
Trade­Offs : 
1. No cut out: Leaving the wood in a rectangular shape can cause discomfort to the patient 
since the force of the device when moving will be directed to the center of their body 
rather than being distributed. 
2. Flips which flip out: would not provide enough force to support patient  
 
2.2.3 Passive Harness and Harness Support 
 
Harness  
  
REQUIREMENTS  CRITERIA 
To support optimal weight of 
the patient 
Have a harness that can carry the weight of an average American 
– strong and flexible  material 
Maximum comfort to the 
patient 
Thick padding to prevent the patient from feeling               
scratchy/irritable. The material plays a cardinal role in this case                   
too and it should ideally be soft yet provide the tensile strength to                         
handle the weight of the patient. 
Easy adjustability and 
positioning of the harness 
(easy donning and doffing) 
Quick­ release fasteners/buckles through the harness make the 
process rapid. Also detachability of the harness with respect to 
being able to be hung through D­rings from the top pole. 
Table 2.2.3.1. ​List of requirements for the harness and their criteria 
 
Material 
 
Lycra, Rayon, Cotton (Selected for the design) – In combination, this is the most preferred one as is used                                     
in the bioness model BWSS harness [4]. The ratio of each material is subjective and a detailed technical                                   
aspect. The 
Lycra – Stretch ability and the elasticity aspect wonderfully for adjustability. 
Cotton – Material for inner quality linings would provide the thick padding and the comfort to prevent                                 
irritation. 
Rayon – For breathability through the material in the sense that it doesn’t interfere with the blood                                 
circulation of the patient, usually due to the tightness of the harness around the patient. 
26 
 
 
Table 2.2.3.2​ Material comparision  
Trade­off:  
Polyester ­ This was the most likely one that was used at the hospital and in the earlier systems. It is a                                           
synthetic and isn’t the softest material available which would most likely result in irritation to the patient                                 
which is certainly undesirable. 
 
Size 
For our design, the following specification works well [5]:   
Torso Circumference  28" to 50" (71 to 127 cm) 
User Capacity   For 300 lb (136 kg) 
 
The general harness sizing chart can also be followed for the design to accommodate individual sizing of 
the harness according to the height and weight [6]. 
 
Type of harness (in terms of the length of the harness) 
 
Harness until the hip/waist (Selected configuration) – As shown in the figure below, this one gels                               
with the design overview discussed earlier. Advantages of the harness type shown below: 
● Enough space for the front and underarm support for our design idea  
● D­rings on the harness to make it attach to the top frame and considers the detachability factor.                                 
The patient can wear it on the wheelchair and then as the gait rehabilitation session begins, can                                 
attach the ring to the frame at the top. 
● We are going to incorporate the harness until the thighs so that it is detachable just to have an                                     
option of having the patient being pulled in from the wheelchair from the waist. This would                               
incorporate the addition of extra support for heavy­weighted persons.  
● Range of motion wouldn’t be an issue in terms of the joints (which is usually 0 to 360 degrees).                                     
Since the harness has attachment points and adjustable buckles, it can be according to the                             
patient’s wish and hence, that would be important in determining the range of motion 
 
 
27 
 
   
Figure 2.3.3.3​ A general overview of the harness that we would require with the attachments labeled [7] 
 
Trade­off:  
Harness until the knees – This design has been used for various BWS systems and provides the                                 
advantages in terms of support to the knees and the hip area in order to distribute the force and weight                                       
optimally. This has not been considered for our design purpose since the knee caps are already being                                 
implemented in a different manner as discussed. Also, the complications of having a large harness and too                                 
many attachment issues/points, it’s best to avoid especially if that advantage is already being taken care                               
of. 
  
Attachment points/fasteners: 
There are straps for shoulders and the chest with attachment points in order to provide the                               
performance and adjustability to the patient in the case of a fall event. The harness has to be snug and not,                                         
overly tight which makes it irritable. 
Single attachment point at the back – To aid the distribution of pressure, improving the user’s comfort as                                   
shown in the figure below. 
 
Figure 2.3.3.4​ Attachment point at the back [8] 
 
Velcro fasteners​ – To the attachment straps, it provides an ease of use. 
­       Requires low maintenance 
­       Strong material ­ can hold the weight required in this design 
­       Secure 
 
Buckles: 
Quick­connect buckles (for selected configuration) 
­       Also called the load­bearing buckles is the strongest one available in the market that don’t open 
while under load. 
­       Highest degree of safety 
28 
 
­       Ease of attachment 
­       Cost­effective 
­       Quick tension adjustment of the strap by simply pulling on the yellow tab whereas it’s slightly 
complicated for the others 
­       4000 lbs loading capacity 
   
Figure 2.3.3.5​ Quick­connect buckle configuration [9] 
 
Trade­offs: 
1. Pass through buckles ­ Complicated in terms of its working and would increase the time in terms 
of buckling/unbuckling 
2. Tongue buckles ­ Complicated to adjust tension on the strap. Hence, it would increase time for 
the harness wearing for the patient 
 
2.2.4 Harness Support 
  
Requirements  Criteria 
Standing assistance must not impede harness 
and must allow for easy attachment 
Size of materials are minimized where 
applicable. This applies to thickness and 
length.  
Materials should be able to support a load 
greater than or equal to the 95​th​
 percentile male 
Material and thickness of cables used to attach 
BWS system to harness are sturdy and tensile 
strength is large.  
Cost shall be minimized without inhibiting 
effectiveness 
Total cost of each material is as low as possible 
while still seeing optimal effects.  
29 
 
Clip device shall be strong enough to support 
opposing forces 
Clip material and size are the best proportion 
of size to strength.  
Table 2.2.4.1. ​List of requirements for the harness support and their criteria 
 
 
Figure 2.2.4.2.​ Bungee cord segment with a ZipHook hook on either end. Process used to decide on this 
material is outlined below.  
 
Cable Material: ​Upon comparison of different materials, sizes, and costs, the optimal material decided                           
upon was bungee cord. This eliminates the need for a pulley system and can work well with the motors                                     
and the harness D­rings through the use of a hook. The type of hook used will be discussed in the next                                         
section. The bungee cord that will be used will be 1.27 cm in diameter and each has a tensile strength of                                         
about 204 kg. It is made of a rubber fiber core and the outer jacket is a nylon and polyester blend. The                                           
cost needed for this material is $90 for 7.62 meters or $325 for 30.48 meters. Using these calculated costs,                                     
it would be prudent to use the larger amount and split it into segments to use throughout the 3 sections                                       
that require bungee cord on this device. The pieces attaching to the back harness must be 90 cm each.                                     
That allows for excess material to be held by the motors as well as accounting for the fact that the patient                                         
will be assisted in standing from a seated position. While seated in a wheelchair, an average sized man                                   
has a waist height of 68.5 cm and the wheelchair has a distance from front to back of 106.5 cm [28].                                         
Using pythagorean theorem along with these values, the cable must measure 78.82 cm. Using 90 cm                               
accounts for this and the extra cable needed. The third piece of cable will reach from the top of the device                                         
to the back of the harness upon standing the patient up. Using the patient height previously described and                                   
the height of the device, this cable should measure 65 cm. Once again, this will allow for taller patients to                                       
be able to use this system as well.  
 
Trade­offs: Rope was considered as an alternative to the bungee cord that was ultimately used. The chart                                 
below demonstrates the types of rope that were considered along with their properties. While rope has                               
some properties that are superior to bungee material such as a greater tensile strength, eliminating the cost                                 
and possible problems surrounding a pulley system seems to outweigh the benefits.  
 
Rope comparison chart: 
Material (1.27 cm)  Thickness (cm)  Minimum Tensile Strength  Cost (per m) 
Nylon  0.566  6,200 lbs  $2.95 
30 
 
Polyester  0.648  5,085 lbs  $5.54 
Polypropylene  0.966  4,200 lbs  $0.72 
Table 2.2.4.3. ​Material comparison table for different types of rope [10, 11, 12] 
 
Bungee cord hook: ​Four ZipHook hooks will be attached to the various cables used in this device. The                                   
two cords that attach to the harness will each have a hook opposite the end with the motor. These will                                       
attach to the D­rings of the harness and assist in lifting the patient. The other hooks are used used in the                                         
cable that attaches the harness to the top of the machine. One hook will be attached to the main frame and                                         
the other will attach to a D­ring on the back of the harness. Other hooks were looked into and the                                       
reasoning for not using them is outlined below.  
 
Trade offs: The ultimate decision to use the ZipHook was based on the criteria outlined below. The other                                   
options were not as heavy duty and that was the overwhelming factor here. Safety was the ultimate goal                                   
and even though the vinyl coated steel hook was less expensive, the safety factor outweighed that cost.  
 
Bungee cord hook comparison chart:  
Type of hook  Advantage  Price (each) 
Dichromated  Light to medium duty  $0.56 
High­impact vinyl coated steel  Resists rust  $0.10 
ZipHook  High strength, adjustable  $0.55 
Table 2.2.4.4 ​Compares three different types of hooks [13, 14, 15] 
 
2.4 MOTOR UNITS 
 
Requirements  Criteria 
Should be able to support the           
maximal body weight. 
The motors should be able to lift the patient’s body, based on 
motor specs. 
Slow and safe movement  Motor will have high torque and low rpm 
Small and light enough to fit 
into the machine 
Our smart device will have a small size and be lightweight. We                       
want to fit the motors into the frame of our device, so the                         
dimension of the motors need to be small enough to fit well                       
inside the frame. 
Table 2.4.1 ​List of requirements for the motor unit 
 
31 
 
We need a motor with high torque and low rpm. Around 10 cm/s could be a reasonable speed to 
lift the patient. For a man weighing 100kg (about 1000N),  and with a working distance for the motor of 5 
cm, we need a motor with 50Nm at 20 rpm. We have two sides that require these motors, so we need a 25 
Nm motor at 20 rpm on each side. Below are some of the suitable motors we found available online. 
 
Motor 
number 
Torque  Speed  Price  Dimension  link 
A  80 Nm  25 rpm  $240  235.8 x 79 x 131.3 mm  [16] 
B  10Nm  65 rpm  $82  177.5 x 48 x 88.8 mm  [17] 
C  5 Nm  40 rpm  $111  178 x 60 x 100.6 mm  [18] 
D  50 Nm  3.3rpm  $53.5  310​x​235​x​250mm  [19] 
E  11.5 Nm  50 RPM  $74    [20] 
F  100Nm  25/35 rpm  $179  307 x 171 x 120 mm  [21] 
G  20 Nm  100 rpm  $169  178 x 60 x 100.6 mm  [22] 
H  2.6 Nm  10 rpm  $57  157​ x 82 x 67mm  [23] 
I  1 Nm  10 rpm  $ 79  152​ x 93 x 67mm  [24] 
Table 2.4.2 ​List of available motors online that suit for our design 
We want a small motor to fit into our device. Regarding both the price and size, we think the 
motor number B could be a good choice, as we may need 4 of them. This motor could be able to fit into 
the frame. 
 
Figure 2.4.3​ Motor structure   
32 
 
3. SOFTWARE PHASE  
 
3.1 SCOPE 
 
The main software component of this device is a downloadable application (app) onto an iPad 
mini which can be hooked up directly to the device or removed and used separately. This app, named gait 
provision system or GPS for short, will play a part in being our main user interface, information 
processor, and operating system. Several functions of the GPS include a library of patient data for quick 
and easy use, visual feedback for the patient as they are using the device, and an adjustable metronome. 
There are four main stages of use which are focused on throughout the paper: caregiver input, patient use, 
data output and review, and online access. 
There are also two forms of feedback, visual and physical, that will come from force sensors 
placed within the side supports. These sensors will be linked directly to the iPad for the visual feedback 
and once reached a specified threshold, will initiate small vibrations to the side of the patient letting them 
know where most of their weight is leaning. 
   
33 
 
3.2 FRONT END DESCRIPTION  
 
3.2.1 Flow Chart of Application Use 
 
34 
 
 
                      Figure 3.2.1­1: ​iPad screen general design 
35 
 
3.2.2 Remote Interface 
The second point of user interface would consist of the “IN” and “OUT” buttons on the DC motor 
remote. After the therapist has attached the cables from the motor to the patient's harness the “IN” button 
is pressed in order to slowly and gently lift the patient from a seated position to standing position. After 
the rehabilitation session is complete, the “OUT” button is pressed to gradually return the patient to their 
original seated position. A preview of the remote is provided in the picture below. Due to the simplicity of 
the remote, this paper will mainly focus on the iPad mini and the Gait Provision System App. 
 
Figure 3.2.2­1. ​Basic design of the DC motor remote control   
36 
 
3.3 SOFTWARE ARCHITECTURE 
 
Figure 3.3­1: ​Overview of software architecture 
3.4 SOFTWARE REQUIREMENTS 
 
General requirement specifications for Apple iPad Mini 2​ [29]: 
● Storage capacity chosen: 32GB, Internal RAM: 1 GB  
○ Each file is expected to require 1.5GB. After subtracting  data that comes on the iPad, it 
is estimated that 17 files could be stored on this iPad. 30MB is the maximum space that 
the app can hold before crashing, due to research on the product. The iPad comes with 
some data already downloaded. Therefore, the maximum space on the iPad is below 
32GB. Each patient would theoretically require data use of 50MB for the metronome, 
2.5MB per photo taken (if any are taken), and 12.28MB for display resolution. These are 
worst case scenarios, so there may be more space available, but the estimates give a 
lowest possible result. In a better case with the estimates being on the lower end, up to 50 
data files can be stored. Once again, the data is also saved to the cloud, so great values of 
space available are not necessary. 
37 
 
● Operating system: iOS 9 (with updates when new operating systems are released) 
● Display: 7.9­inch (diagonal) LED­backlit Multi­Touch with IPS technology 
● Resolution: 1536 x 2048 pixels (~324 ppi pixel density) 
● Built­in 24.3­watt­hour rechargeable lithium­polymer battery, 6470 mAh (up to 10 h capacity 
after browsing, and media usage) 
● Sensors: Three­axis gyro, accelerometer, ambient light sensor  
Advantages of chosen device: 
● Most accessible in terms of the memory required 
● User­friendly design for the therapists and patients to use  
● Large and easy touch­interface 
 ​Patient data storage: 
● 32 GB internal storage 
● Alternatives available for extreme cases – online storage through apps – Google Drive/Dropbox 
● iCloud for backup and saving device space. Also allows other devices connected to the cloud to 
access this information.  
Viewing sensor information/feedback: 
● Power requirement & Battery – optimal as per specifications 
● Data monitored through iCloud – no installation of software required – easy and cost­effective 
● iOS is updated – prevent hindrance to the working of the app 
● Communication requirement between the sensor element and the iOS hardware’s microcontroller 
system (that contains user­defined touch screen interface) 
● Display resolution – 1024X768 – 32­bit color depth – 12,28 MB  
Metronome: 
● Audio features: Noise ­93.8dB / Crosstalk ­82.9dB & stereo­speakers [29] 
● Display resolution as above 
● Alternative to the in­built in our app design – App Ludwig Metronome or ​TempoPerfect 
Metronome Software​ could be used alongside – App space is around 10 MB [30] 
Motor: 
● For resolution – Max voltage = 20V span – Effective number of bits required = 16 bits 
­ Smallest possible increment that can be detected at 16­bits = 2​16​
, 20V divided by the 
increment gives us 305µV per count 
­ The precision values chosen allow for precision of the motor speed. If the motor 
moves too quickly, the patient may be lifted at an unsafe speed. A high level of 
precision is necessary alongside the low rpm for optimal speed and safety.  
­ Smallest theoretical change that can be detected is 305µV – precision that can be 
acquired 
­ Works for our system since it doesn’t require a large motor load, nor is a complex 
functioning required – hence, works for the speed required by our motor 
● For motor control – waveform of 8 bits – each of which can be “on” or “off” mode [31] 
38 
 
­ 8­bits represents the control property of the power and speed of the motor. Specificity and 
accuracy is necessary for this reason.  
 
3.5 MINI­SPECIFICATIONS 
 
Adjust settings: 
 
Figure 3.5­1: ​Outline of settings process and psuedocode to go along with this step 
 
   
39 
 
Force sensor:  
 
Figure 3.5­2: ​Outline of force sensor process and psuedocode to go along with this step 
Practice screen functions: 
 
Figure 3.5­3: ​Outline of practice screen processes and psuedocode to go along with this step 
 
 
40 
 
 
Vibration: 
The pseudocode is a simplified representation of the fact that 
vibration is caused by sensor activation. When the force output 
exceeds a threshold, the sensor sends a signal to the motor that 
activates a 5 second physical feedback.  
 
 
 
Figure 3.5­4: ​Outline of psuedocode to 
go along with the vibration processes  
3.6 SOFTWARE TASKS 
3.6.1 Normal operations: 
­The app is opened and a prompt is generated to collect 
patient data based on whether the patient is new or 
returning. This is recorded and saved to the iPad and the 
cloud for future access. Walking data is also uploaded to 
this database and can be accessed at any time using 
another device connected to the iCloud.   
­Movement outside of the targeted range of motion is                 
calculated by a force percentage that is exerted on a                   
particular side. This will cause a vibration sensation               
around the patient’s ribcage area where the harness is                 
attached. The patient will be able to visually see their gait                     
pattern by looking at the iPad that displays sensor results                   
on the screen. Force indications will be separated by                 
color and diameter of each dot. The dots represent a                   
relative unit of force. 
­When the app is being used, there will be an option to                       
start the metronome. Tempo is chosen by the therapist                 
based on patient independence and ability to maintain               
speed. This will continue until the therapist manually               
stops it. If the patient is more advanced and prefers                   
music, the therapist can open the apple music app and                   
play music while this app is running. The iPad speakers                   
will be sufficient for volume, but the option for wireless                   
speakers is not closed off.  
Figure 3.6.1­1: ​Steps needed to input patient             
information. (Image displayed to the right).  
41 
 
 
Figure 3.6.1­2: ​Steps needed to activate and use the                 
metronome option 
       ​Figure 3.6.1­1: ​Steps used in the force  
       sensing and feedback segments of use  
3.6.2 Low Battery Operation: 
­Since the iPad will be charged separately, low battery operations must be considered. While the battery 
should last so long as the iPad is being charged nightly, there will be a low battery mode. At this point, 
the vibration will yield to preserve battery. The metronome or music will also pause. For this reason, it 
would be recommended that the hospital has more than one iPad that can access the cloud or the iPad is 
within reach of a charging station when the battery is running low.  
 
 
 
 
 
42 
 
3.6.3 Early vs. Late Training: 
Early training: Initially, the parameters based on the patient will need to be stored. This will allow 
for estimated settings of the body weight support system. The patient will use the sensors to guide their 
return to healthy gait in the early stages. They will also use the resources contained in the app such as the 
metronome and music. Lastly, the vibration mechanism will be used alongside the sensors to reiterate 
improper motion to the patient.  
Late training: Later in use, the patient will rely less on the sensors and the vibration caused by 
improper gait and more on feeling. They will eventually be able to follow a rhythm without the use of a 
metronome of musical beat. This device can be placed over a treadmill or be used on its own as the 
patient becomes more comfortable with walking.  
 
Figure 3.6.3­1: ​Early and late training similarities and differences  
 
   
43 
 
3.7  SYSTEMS IMPACT 
● Thermal ­ The iPad will not have any direct thermal impact on the system because it is charged 
outside of the system. 
● Electrical ­ The electrical component will be hooked up to the iPad in order to provide the sensory 
and visual feedback based on patient use. This includes the sensors that will be recording and 
conveying patient leaning information, as well as the vibration mechanism that is a result of the 
former. These wires will run through the frame into the side harnesses and send signals to the 
iPad.  
● Mechanical ­ The iPad will be attached via gooseneck hose. This means that the mechanics of the 
device must include an adjustable means of attachment for the iPad. Since the iPad will be 
charged outside of the device, it will be necessary to make the attachment secure during use. 
There will also be an option of adding wireless speakers at a later date, so space will need to be 
left for that adaptation. However, this should be an easy adaptation due to the previous design 
model having space in that area.  
● Controls  ­The iPad will be touchscreen and thus controlled solely in this manner. The wires that 
connect to the vibrating feedback component will cause vibration when the sensors measure force 
out of the recommended range. The sensor view will be a direct view of the force output on the 
torso portion of the harness. Lastly, the metronome or music will be accessible on the iPad 
through an application. Any adjustments in software will be done on the iPad touchscreen, but 
can also be accessed via any device connected to the iCloud system.  
● Operations ­ The bodyweight support system is still autonomous with a manual addition. The 
iPad is not used to drive the system, but rather for data storage and feedback. Therefore, the 
device can be used without these functions, even though they are useful. 
 
   
44 
 
4. ELECTRICAL PHASE 
 
4.1 SCOPE 
  
This system includes a patient lift system and a force detection and feedback system. The 
patient lift system is activated by a separate remote control, which then signals a motor to lift the 
patient to a standing position. Once the patient is ready to begin walking with the device, the 
force feedback systems can be activated.  
The force detection and feedback section allows the device to detect the force output by 
the patient, transmit the information to the visual display via Bluetooth. Physical feedback is also 
given, via vibrating motors. 
  
4.2 NOTEABLE SYSTEMS 
  
4.2.1 Notable Systems 
  
  The lift system is comprised of a motor to lift the patient that can be activated remotely 
by the caregiver. The remote control signals a receiver which processes the signal and activates 
the lift motor. 
  Two types of remote control communication were considered. Both infrared and radio 
frequency signals are common forms of remote communication, with various drawbacks and 
benefits, as shown in table 1. Infrared signaling was ultimately selected, as it had a lower current 
draw, and any benefits of radio frequency, such as the greater range, would not be beneficial 
when it is assumed that the caregiver will never be farther than 10 meters from the device while 
it is in use. 
  
  Range 
(m) 
Light of Sight 
Required 
Current Draw 
(mA) 
Voltage Draw 
(V) 
Infrared  10  Yes  50  1.4 
Radio 
Frequency 
30  No  60  3 
Table 1: ​Remote Control Communication [1,2]  
  
  Two DC motors are used to lift the patient. In order to ensure the patient’s safety, a motor 
capable of lifting a load much greater than an average patient was selected. Therefore, the motors 
have a base torque rating of 20 N­m, and will overdrive to a maximum 80 N­m. Although this 
45 
 
motor requires a higher current input, the safety of the patient is of the upmost importance, so it 
was only a small trade off. 
  
 
 Table 2:​ Lift Motor 
 
4.2.2.​ ​Force Detection and Feedback 
 
The force sensors (piezoelectric sensors) located on the back support will be designed to 
output a voltage to the vibration feedback once maximum force input is detected. These sensors 
will also be linked to the iPad wirelessly through Bluetooth. When one sensor is triggered the 
other sensor will turn off in order to signal to the patient which side they are leaning (applying 
more force) to. Once the patient has corrected their position the force sensors will return to 
neutral state and stop producing a voltage. 
For the force sensors, the least sensitive model was selected. The force data must be 
transmitted wirelessly to the iPad; limiting the sensitivity and therefore the amount of data that 
must be transmitted allows for quicker communication. 
  
  
 
 
 
46 
 
Model  Sensitivity (mV/lb)  Current Draw (mA)  Voltage Draw (V)  Weight (oz) 
208C01  500  2­20  18­30  0.80 
208C03  10  2­20  20­30  0.80 
208C04  5  2­20  20­30  0.80 
  Table 3: ​General Purpose Quartz Force Sensors [3] 
 
A vibration motor combining a 1.5­6V DC motor and a weight totaling one gram proved 
to be a strong option to act alongside the force sensors. ​The output force measured by the sensor 
will dictate when vibration feedback will be reinforced to the patient. When the force exceeds a 
certain threshold, it will be indicated on the screen for the patient and the vibration mechanism 
will begin. It will cease when the aforementioned force sensors compute a leaning force below 
the threshold. These sensors will be placed on either side so the feedback is directly related to the 
side that is receiving too much force. 
   
  
4.2.3. iPad 
   
  An IPad will provide visual feedback to the patient while the system is in use, as well as 
serve as the caregiver’s interface for analyzing force output data after a therapy session. 
  The iPad will not have an external power supply while in use with the walking assist 
device. Since charging cords and additional battery packs can be restrictive and easy to misplace, 
only the iPad’s internal battery will be used as a power supply. The iPad battery can power it 
uninterrupted for up to six hours; this should be adequate for multiple therapy sessions 
throughout a day. 
  
● Power consumption  (display on) : 2.69W 
● Charging Time :10W USB power adaptor – Requirement 2.1 A at a min voltage of 4.97V 
● 4 – 6 hours Battery life 
● Battery:–24.3W lithium­polymer battery 
  
Communication requirement – 
● Via Bluetooth­based wireless communication system – between the microcontroller 
element in the sensor and iPad’s Bluetooth 4.0 Wireless system 
● Distance between the devices – factor for communication – required would be 10 – 15 m 
– not an issue as it’ll be within the system 
● Accuracy in detecting the correct device 
47 
 
● Peak current consumption ­ <15 mA, Max voltage = 0.034 V 
  
Trade­offs: 
Wired sensor and its communication – 
● Energy consumption is less as compared to using Bluetooth for communication 
● Wired – could impede in the system – in terms of hindrance to other components 
● Complex in terms of adjustments since a harness wearing is already being done – patient 
intolerance with it 
● With Bluetooth – only the click of a button 
 
 
 
 
 
  
  
  
  
  
  
 
   
48 
 
4.3 SYSTEM ARCHITECTURE 
  
4.3.1 Location of Components 
 
  
Figure 4.3.1.1. On Frame Components: ​This diagram shows the electrical components located directly 
on the support frame; this includes the iPad, IR receiver, and lift motor. 
  
  
Figure 4.3.1.2. Harness Components: ​This diagram shows the electrical components location 
within the harness; this includes the force sensors, vibrating motors, Bluetooth communication, 
and battery feedback. 
49 
 
   
Figure 4.3.1.3. Force Detection/Feedback: ​This diagram shows the architecture for only one 
force sensor. The Bluetooth system is not entirely shown due to its many features and 
complications. The inputs are “Force Sensor Input” and “IPad” and the outputs are to 
“Physical Feedback” and “IPad” 
  
4.3.2. Serial Communications 
  
  RS­232 is the most common serial interface; it’s used as a standard component for most                             
computers. RS­232 only allow for one transmitter and one receiver on each line. And most of                               
this device transmission speed is limited to 20 kb/s at 12m. Those properties are not suitable for                                 
our device. Regarding the requirement of our system, RS­422 could be the best choice. 
  
  
  
 
 
50 
 
 
 Table 4.3.2.1. ​Comparison of serial communications: RS232, RS422, RS485 
  
4.4 Power Consumption 
 
Mode  100 V  115V  230V 
Sleep  0.17W  0.18W  0.18W 
Idle – Display on  2.7W  2.69W  2.80W 
Power adapter – no load  0.09W  0.09W  0.09W 
Power Adapter efficiency  80%  81%  80% 
Table 4.3.2.2. ​Power consumption for iPad mini 2 
 
iPad­ 
  ​For a 24.3 W­h Li­Po battery,  
● Using a power adaptor: At 4.9V and 2.1A for 4960 mAh, will work for 2.36 hours  
● When display­on (continuously) & a fully charged battery at 4.2V, 0.66A, 6470 mAh, will work 
for 9.8 hours – works because a session wouldn’t last for this long. Can probably be used for two 
sessions without charging   
[The number of hours considered for further calculations] 
 
Force Sensor communication –  
● 3V DC with Max current rating –  90mA  
● Rated power consumption = 195mW, 1.12 Wh and 373 mAh 
51 
 
● Can be used for – 4.14 hours continuously with the above power consumption with respect to the 
iPad use as well  
● Energy consumed per day – 0.8073 Wh/day  
 
Bluetooth communication –  
● For Bluetooth Low Energy (BLE): Peak current consumption = 15mA and Max Voltage = 0.034 
V, Output Power – 10mW and use for average 9.8 hours/day 
● Energy consumed per day = 0.098 Wh/day– clearly low! 
● General reviews – that the battery drain is not visibly faster for an iPad when the Bluetooth is on  
 
Motor communication – 
● For the motors  
● Current rating – 5 A, Supply voltage – 24V DC 
● Rated power consumption = 40 W 
● Energy consumed per day = 0.392 kWh/day 
 
 
As seen in the figure below, the Bluetooth and the force sensor hardly take up energy consumption as 
compared to the motor and the display.  
 
Figure 4.3.2.3.​ Summation of the energy consumption for different communications 
 
 
 
 
 
   
52 
 
5. CONTROL PHASE 
 
5.1 SCOPE 
 
The Gait Provision System has two main control components; a lift and vibration motor. The 
control requirements for each of these will be described in the first section of the report as well as some 
foreseen limitations. The preceding section prioritizes each component and provides flow charts for better 
understanding of the autonomous and manual controls. Lastly, the third section will go into some basic 
calculations and models of the system behavior. 
 
5.2 SPECIFICATIONS 
 
There are two systems considered for control: the lift motor, and the vibrating feedback. Both 
have unique restrictions that dictate the need requirements for each system. 
 
Lift Motor: 
Damping Ratio:​ When considering a lift motor, the damping ratio should typically be as close to 
1 as possible; an underdamped system could potentially lead to lifting the patient too far or too quickly. 
Steady State Error: ​The error of the system to be dictated by the reaction time of the therapist 
using the lift motor; typically, this correlated to a very low percentage, between 1­5% 
Rise Time: ​The speed of the lift motor’s response to input is once again limited by the need to 
avoid lifting the patient for too long, and potentially pulling the patient too close to the supports. 
Therefore, is it necessary that the rise time is very short, in order to cease motor output as quickly as 
possible when necessary.  
Overshoot: ​Once again, it is critical to avoid overshoot to limit the potential over injuring the 
patient by lifting him or her too quickly. 
 
Vibrating Feedback: 
Damping Ratio: ​It is important the the patient can feel the vibrating feedback promptly. 
Additionally, the maximum force output to the patient by the vibrating motor is very small, so an 
underdamped system, rather than an overdamped system, is preferable. 
Steady State Error: ​Once again, error is dictated by the reaction time of the user, and should be 
kept very low to ensure prompt, effective vibrating feedback 
Rise Time: ​As the vibrating feedback is meant to help the patient correct his or her balance, it is 
important that the system provides prompt feedback­ however, it is important that the system  first allow 
the patient to first correct themselves. Therefore, rise time should not fall below the limitation of human 
response time. 
Overshoot: ​Since the maximum force output of the motor is small enough to not harm the patient, 
overshoot is not a huge concern. However, is should be limited as to not to overpower the motor and 
cause burnout. 
 
 
53 
 
 
5.3 HIERARCHY  
 
The lift motor and the vibration motor work independently of each other and at different stages of 
use of the device. Hence, the control hierarchy would be individually described for them. 
  
5.3.1 Lift motor 
 
The hier​archy is as described below in the figure. The patient lifting is activated by a remote 
control that activates the motor to actually lift the patient. The control is solely in the hands of the 
therapist and hence is of the highest priority. The motor is another component that is the result of 
controlling the highest prioritized component. The microcontroller is the middleman which transfers the 
signal from the receiver and eventually the motor is powered for the final output – torque to lift the 
patient.  
 
54 
 
 
Figure 5.3.1.1​. Control hierarchy of the lift motor for GPS  
 
5.3.2 Vibration Feedback 
 
The hierarchy determined is based around the vibrating operating system by the DC motor and 
sensor information entering the system. When the output exceeds a normal distribution of weight, the 
vibrating feedback is enabled. This lasts for five seconds. These are shown below the main block in the 
figure below. Leading into the previously referenced DC motor and sensor are the force output based on 
the patient using the GPS. Lastly, when the sensor picks up signal, it is also represented as visual 
feedback.  
55 
 
 
Figure 5.3.2.1.​ Control hierarchy of the vibration feedback for GPS  
 
5.4 SYSTEMS MODEL 
 
5.4.1 Lift Motor 
 
The output speed of the motor is 25 rpm. And the maximum torque is 80 N for one motor. We 
can change the torque regarding the patient’s weight data in the system by current control. Both of current 
and voltage control should work for our motor, we can choose current control. 
 
Figure 5.4.1.1. ​DC motor circuit diagram and torque directions [39] 
 
 
 
 
56 
 
 
 
Figure 5.4.1.2. ​Closed loop control block diagram for a single lift motor 
 
 
 
Figure 5.4.1.3. ​Mathematical model of the DC motor [39]   
57 
 
 
5.4.2 Vibration Motor 
The typical natural frequency of a linear resonant actuator vibration motor is between 150Hz and 
205Hz [1]. For the purpose of our calculations we will say n= 150Hz. The damping ratio is the 
exponential decay frequency divided by the natural frequency. When < 1 the system is underdamped, 
when > 1 it is overdamped, and when = 1 it is critically damped [38]. 
 
 
Figure 5.4.2.1. ​Closed loop control block diagram for a single vibration motor 
 
 
 
 
   
58 
 
Figure 5 visually shows the possibly time responses of the vibration motor, it is understood that it 
is a second order response. Some possible causes of error include motor orientation, position of the device 
on the body, changes in vibration frequency, and environmental factors. 250ms with 2%steady state error 
was chosen as the settling time because that is the average human reaction time. The overshoot was 
calculated using = .02 and equation: 
 
Giving us a .939% overshoot and a max amplitude of 3.878 with 2v being our steady state value. 
 
 
Figure 5.4.2.2. ​Three possible time response curves of the vibration motor: Under­damped, Critically 
Damped, and Overdamped. 
   
59 
 
References 
 
1. http://www.theergonomicscenter.com/graphics/Workstation%20Design/Tables.pdf 
2. http://www.wood­database.com/wood­articles/ 
3. http://homeguides.sfgate.com/types­material­covering­kitchen­chairs­100128.html 
4. http://www.bioness.com/Documents/Vector%20Base%20Clinician%20Guide_Rev%20A.pdf​. 
5. http://www.biodex.com/physical­medicine/products/harnesses/standard­support­harness 
6. http://www.wernerco.com/us/support/fall­protection/know­your­harness 
7. http://www.biodex.com/sites/default/files/960126man_13006.pdf 
8. http://www.wernerco.com/us/support/fall­protection/know­your­harness 
9. http://api.capitalsafety.com/api/assets/download/1/6514545 
10. http://www.webriggingsupply.com/pages/catalog/rope/3strand­twisted­premium.html 
11. http://www.engineeringtoolbox.com/polyester­rope­strength­d_1514.html 
12. http://www.webriggingsupply.com/pages/catalog/rope/rope­3strand­manila.html#B 
13. http://www.versalestore.com/c272/Dichromated­Hooks.htm 
14. http://www.alibaba.com/product­detail/­EZ­LOAD­1­Inch­25mm_60228606606.html 
15. http://www.homedepot.com/p/Keeper­Adjustable­ZipHook­10­Pack­06479/203882701 
16. http://uk.rs­online.com/web/p/dc­geared­motors/6685534/ 
17. http://uk.rs­online.com/web/p/dc­geared­motors/7736781/ 
18. http://uk.rs­online.com/web/p/dc­geared­motors/3808633/ 
19. http://www.aliexpress.com/store/product/high­torque­low­speed­60mm­diameter­planetary­gear­
motor­PG60ZY58123000­714K/912389_670945409.html 
20. http://www.ebay.com/itm/Electric­Gear­Motor­12v­Low­Speed­50­RPM­Gearmotor­DC­10mm­
Shaft­Coupling­/371233515334?hash=item566f3de746:g:614AAOSwk5FUsfrT 
21. https://www.motiondynamics.com.au/worm­drive­motor­12v­180w­30­40­rpm­20­100nm­torque
.html 
22. http://za.rs­online.com/web/p/dc­geared­motors/3636674/ 
23. http://www.aliexpress.com/store/product/DC­24V­10rpm­100kg­cm­High­torque­BBQ­worm­ge
ar­motor­free­shipping/807097_468609934.html 
24. http://www.aliexpress.com/item/GW4468­24V­10rpm­1000N­cm­1­2A­15W­Low­speed­High­T
orque­worm­gearbox­motor­Electric/1689316175.html 
25. http://www.uline.com/Product/Detail/H­3609/Packing­Tables/Set­of­4­Lockable­Casters?pricode
=WY703&gadtype=pla&id=H­3609&gclid=CPb669ih6cgCFQoXHwoddqMMmQ&gclsrc=aw.d
s 
26. Frey, Martin, et al. "A novel mechatronic body weight support system." ​Neural Systems and 
Rehabilitation Engineering, IEEE Transactions on​ 14.3 (2006): 311­321. 
27. http://www.shockstrap.com/blog/which­tie­down­webbing­is­better­polypropylene­nylon­or­poly
ester 
28. http://www.ada.gov/descript/reg3a/figA3ds.ht​m 
29. http://www.gsmarena.com/apple_ipad_mini_2­5735.php 
30. https://itunes.apple.com/us/app/ludwig­metronome/id413743609?mt=8 
31. http://uk.rs­online.com/web/p/dc­geared­motors/6685534/ 
32. http://www.digikey.com/product­search/en/optoelectronics/infrared­uv­visible­emitters/524328?k
=led 
60 
 
33. http://www.digikey.com/product­search/en/discrete­semiconductor­products/rf­transistors­bjt/137
6962?k=rf%20emitter 
34. http://www.protostack.com/other/vibration­motor­10x3mm 
35. https://www.pcb.com/testmeasurement/force/genpur 
36. http://www.lammertbies.nl/comm/info/RS­485.html 
37. https://www.apple.com/environment/pdf/products/ipad/iPadmini2_PER_sept2015.pdf 
38. http://www.precisionmicrodrives.com/application­notes­technical­guides/application­bulletins/ab
­028­vibration­motor­comparison­guide 
39. www.researchgate.net/file.PostFileLoader.html?id  
 
 
 
 
 
   
61 
 
APPENDIX 
 
1. Anthropometric data:  
 
 
Figure 1​: ​Anthropometric data. All data were taken from 5th percentile female to 95 percentile male.                               
A: Stature; B: Elbow Rest Height, Standing; C: Buttock Height; D: Elbow­Center of Grip Length; E:                               
Shoulder­Elbow Length; F: Buttock­Knee Length; G: Buttock­Popliteal Length; H: Knee Height,                     
Sitting; I: Popliteal Height; J: Forearm­Forearm Breadth;  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
62 
 
Ideas for further exploration:   
 
1. Motorized wheels to help patient walk on the ground. 
 
REQUIREMENTS  CRITERIA 
To help patient walk on the ground  Walking on the ground provides different feelings as               
compared to walking on a treadmill. It could be a good                     
improvement if our device can help the patient walk on                   
the ground. 
Safety   The whole device should stay balanced when the 
patient is walking. A zero moment arm around the 
middle of the device would be indicative of this. 
Lock system  The device should not be movable before the patient is 
ready to walk. The wheels should remain locked before 
walking, and unlocked when the patient is prepared to 
walk. 
Table 8.  
We could design 4 casters on the bottom to help the whole device  move on the ground. 4 motors are 
connected to the casters to generate the force (needs further calculation, for example, if the body weight 
of the whole device is G, and the friction factor is u, so the total force the 4 motor can generate should be 
set to N=uG ) that is needed to move the whole device, so that when patient is walking, there is no 
resistance from the device. The casters need to have a switch to control them and lock the wheels before 
actually walking. We found a set of 4 lockable casters available online for only $25. [25] 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
63 
 
 
2. Counterweight system 
  
REQUIREMENTS  CRITERIA 
Counterweight  The center of body gravity is actually moving when                 
people walk on the ground. It could be much better if                     
we can have a Z­direction movable counterweight             
system. The system should also be able to change the                   
counterweight load so that therapist can adjust the               
weight to the most comfortable load for the patient. 
Safety   Adding a counterweight system may introduce extra             
weight to the whole device. This will introduce a need                   
to check for balance forces among the device. 
Table 9.  
 
There have been publishings discussing a counterweight segment which is composed of a passive                           
elastic spring element to take over the main body weight and a controlled electric drive element to                                 
generate accurate extra force which is convenient to adjust. [26] Both of the counterweight elements                             
would be connected to a polyester rope which would be connected to the patient through roller wheels and                                   
an electric winch. The two roller wheels are exclusively for connection, the electric winch can be helpful                                 
to  adjust the rope length to adapt to different               
patient size. As for the safety concern, it is                 
hypothesized that the counterweight       
system is not feasible for our device, it               
may increase complexity and safety         
problems. ​Please look to the right for a               
detailed design (figure 15). 
Figure 15. ​Passive elastic spring counter 
weight system [26] 
 
 
  
 
 
   
64 
 
Trade offs for the counterweight system: 
 
Figure 17. ​Compares different counter weight systems [26] 
 
   
Trade offs for the rope: 
The table below shows the comparison of three different possible materials: polypropylene, nylon and 
polyester. It should be easy to tell that polymer is th​e best choice based on these specs. 
 
 
Table 10.​ [27] 
 
 
 
3. Original design 
Below pictures show our original design: 1, using two adjustable beams under patient’s arm and                             
back­front support to secure the patient in the device; 2, connecting the harness to the counterweight                               
system ( the counterweight could be adjustable), so that the harness can help lift up the patient from the                                     
wheelchair and function as a controlled counterweight load. However, the counterweight system might be                           
too complicate, and make the device looks like a big heavy stuff. Also, considering the safety issue, we                                   
don’t think this is good device. 
   
65 
 
 
 
Figure 18.​ Original design of our device A: The outlook of the device. B: U­shaped base C: underarm 
and back­front support system. D:Harness system E: counterweight system. 
 
4. Adjustable seater and elliptical trainer  
Adjustable seater  ­ This was thought of to address the problem of fatigue. For a patient that is new to 
rehabilitation or overweight, fatigue may onset before their session is completed. For this reason, a seat 
would be able to be used to let them rest, rather than having to remove them from the harness. 
 
Elliptical ­ This was implemented with the idea to allow for stationary movement while mimicking 
natural gait. Similar to an elliptical machine in a gym, there would be the option to change resistance 
options. 
Both of the above were chalked off from the final design because it was increasing the complexity of 
adding more components than required and we did not want to deteriorate the quality of the device.  
 
  
 
 
 
66 
 
List of changes:  
 
1. Operations phase:  
● Revision of Objectives ­ minor changes in accordance to the final design and grammatical fix 
(Section 1.3) 
● Revision of the prioritized functional requirements ­ removal of elliptical and adjustable seater 
(Section 1.4.1) 
● Revision of the prioritized performance requirements ­ minor fix in accordance to the suggestions 
provided (Section 1.4.2) 
● Shift of phases of use to the end of the operations phase with additional diagrams (Section 1.6.1) 
 
    2. Mechanical phase: 
● Revised the order for material comparison table. 
● Revised the pictures for front back support. 
● The loading capacity for the buckles is 4000 lbs. 
● Move the material comparison for different polymer to the harness support part. 
 
 
67 

More Related Content

What's hot

Rood’s Approach
Rood’s ApproachRood’s Approach
Rood’s Approachmsrpt
 
Biomechanical principles of orthotics
Biomechanical principles of orthoticsBiomechanical principles of orthotics
Biomechanical principles of orthoticsMayank Anthwal
 
Mirror therapy ppt
Mirror therapy pptMirror therapy ppt
Mirror therapy pptAswathi P
 
An Introduction to the McKenzie Method
An Introduction to the McKenzie MethodAn Introduction to the McKenzie Method
An Introduction to the McKenzie MethodDeborah Currier
 
Bobath therapy.ppt
Bobath therapy.pptBobath therapy.ppt
Bobath therapy.pptDr. Jasjyot
 
Electrical stimulation motor points and application
Electrical stimulation motor points and applicationElectrical stimulation motor points and application
Electrical stimulation motor points and applicationSreeraj S R
 
Principles of physiotherapy in special reference to orthopaedics
Principles of physiotherapy in special reference to orthopaedicsPrinciples of physiotherapy in special reference to orthopaedics
Principles of physiotherapy in special reference to orthopaedicsDrSiddique H. Ranna
 
Physiotherapy in spinal cord injury
Physiotherapy in spinal cord injuryPhysiotherapy in spinal cord injury
Physiotherapy in spinal cord injuryVaibhaviParmar7
 
02-Coordination & balance - Copy.pptx
02-Coordination & balance - Copy.pptx02-Coordination & balance - Copy.pptx
02-Coordination & balance - Copy.pptxChangezKhan33
 
BIOMECHANICS OF POSTURE
BIOMECHANICS OF POSTUREBIOMECHANICS OF POSTURE
BIOMECHANICS OF POSTUREsenphysio
 
Kinematic gait analysis 1
Kinematic gait analysis 1Kinematic gait analysis 1
Kinematic gait analysis 1rraja durai
 
Sensory Integration Therapy
Sensory Integration TherapySensory Integration Therapy
Sensory Integration Therapysharadello
 
Proprioceptive neuromuscular facilitation
Proprioceptive neuromuscular facilitationProprioceptive neuromuscular facilitation
Proprioceptive neuromuscular facilitationEnasMekkawy
 
Functional Electrical Stimulation in Spinal Cord Injury rehabilitation
Functional Electrical Stimulation in Spinal Cord Injury rehabilitationFunctional Electrical Stimulation in Spinal Cord Injury rehabilitation
Functional Electrical Stimulation in Spinal Cord Injury rehabilitationAsir John Samuel
 

What's hot (20)

vojta therapy
vojta therapyvojta therapy
vojta therapy
 
Frenkels exercise
Frenkels exerciseFrenkels exercise
Frenkels exercise
 
Rood’s Approach
Rood’s ApproachRood’s Approach
Rood’s Approach
 
Biomechanical principles of orthotics
Biomechanical principles of orthoticsBiomechanical principles of orthotics
Biomechanical principles of orthotics
 
Relaxation
RelaxationRelaxation
Relaxation
 
Balance
BalanceBalance
Balance
 
Mirror therapy ppt
Mirror therapy pptMirror therapy ppt
Mirror therapy ppt
 
An Introduction to the McKenzie Method
An Introduction to the McKenzie MethodAn Introduction to the McKenzie Method
An Introduction to the McKenzie Method
 
Bobath therapy.ppt
Bobath therapy.pptBobath therapy.ppt
Bobath therapy.ppt
 
Electrical stimulation motor points and application
Electrical stimulation motor points and applicationElectrical stimulation motor points and application
Electrical stimulation motor points and application
 
Principles of physiotherapy in special reference to orthopaedics
Principles of physiotherapy in special reference to orthopaedicsPrinciples of physiotherapy in special reference to orthopaedics
Principles of physiotherapy in special reference to orthopaedics
 
Physiotherapy in spinal cord injury
Physiotherapy in spinal cord injuryPhysiotherapy in spinal cord injury
Physiotherapy in spinal cord injury
 
02-Coordination & balance - Copy.pptx
02-Coordination & balance - Copy.pptx02-Coordination & balance - Copy.pptx
02-Coordination & balance - Copy.pptx
 
BIOMECHANICS OF POSTURE
BIOMECHANICS OF POSTUREBIOMECHANICS OF POSTURE
BIOMECHANICS OF POSTURE
 
Abnormal Gait
Abnormal GaitAbnormal Gait
Abnormal Gait
 
Kinematic gait analysis 1
Kinematic gait analysis 1Kinematic gait analysis 1
Kinematic gait analysis 1
 
Sensory Integration Therapy
Sensory Integration TherapySensory Integration Therapy
Sensory Integration Therapy
 
Motor relearning program
Motor relearning programMotor relearning program
Motor relearning program
 
Proprioceptive neuromuscular facilitation
Proprioceptive neuromuscular facilitationProprioceptive neuromuscular facilitation
Proprioceptive neuromuscular facilitation
 
Functional Electrical Stimulation in Spinal Cord Injury rehabilitation
Functional Electrical Stimulation in Spinal Cord Injury rehabilitationFunctional Electrical Stimulation in Spinal Cord Injury rehabilitation
Functional Electrical Stimulation in Spinal Cord Injury rehabilitation
 

Viewers also liked

Webinar: Preventing Falls While Encouraging Mobility for Older Adults: Resear...
Webinar: Preventing Falls While Encouraging Mobility for Older Adults: Resear...Webinar: Preventing Falls While Encouraging Mobility for Older Adults: Resear...
Webinar: Preventing Falls While Encouraging Mobility for Older Adults: Resear...Canadian Patient Safety Institute
 
101 Mobility of Philadelphia 217
101 Mobility of Philadelphia 217101 Mobility of Philadelphia 217
101 Mobility of Philadelphia 217David Myers
 
biomechanics of stair climbing
biomechanics of stair climbingbiomechanics of stair climbing
biomechanics of stair climbingHetvi Shukla
 
10)Lifting And Moving Patients
10)Lifting And Moving Patients10)Lifting And Moving Patients
10)Lifting And Moving Patientsphant0m0o0o
 
Lifting and moving patients
Lifting and moving patientsLifting and moving patients
Lifting and moving patientsVASS Yukon
 
Mechanics (work, energy and power)
Mechanics (work, energy and power)Mechanics (work, energy and power)
Mechanics (work, energy and power)Tshepo Rantho
 
Design and fabrication of stair climber trolley
Design and fabrication of stair climber trolleyDesign and fabrication of stair climber trolley
Design and fabrication of stair climber trolleySunilKr94
 
Vertical Transportation Systems in Buildings by Ramesh Nayaka
Vertical Transportation Systems in Buildings by Ramesh NayakaVertical Transportation Systems in Buildings by Ramesh Nayaka
Vertical Transportation Systems in Buildings by Ramesh NayakaMr. Ramesh Nayaka
 

Viewers also liked (12)

Webinar: Preventing Falls While Encouraging Mobility for Older Adults: Resear...
Webinar: Preventing Falls While Encouraging Mobility for Older Adults: Resear...Webinar: Preventing Falls While Encouraging Mobility for Older Adults: Resear...
Webinar: Preventing Falls While Encouraging Mobility for Older Adults: Resear...
 
101 Mobility of Philadelphia 217
101 Mobility of Philadelphia 217101 Mobility of Philadelphia 217
101 Mobility of Philadelphia 217
 
Diy2
Diy2Diy2
Diy2
 
Knee Ligament Lecture
Knee Ligament LectureKnee Ligament Lecture
Knee Ligament Lecture
 
biomechanics of stair climbing
biomechanics of stair climbingbiomechanics of stair climbing
biomechanics of stair climbing
 
10)Lifting And Moving Patients
10)Lifting And Moving Patients10)Lifting And Moving Patients
10)Lifting And Moving Patients
 
Ch05 eec3
Ch05 eec3Ch05 eec3
Ch05 eec3
 
Walking aids
Walking aids Walking aids
Walking aids
 
Lifting and moving patients
Lifting and moving patientsLifting and moving patients
Lifting and moving patients
 
Mechanics (work, energy and power)
Mechanics (work, energy and power)Mechanics (work, energy and power)
Mechanics (work, energy and power)
 
Design and fabrication of stair climber trolley
Design and fabrication of stair climber trolleyDesign and fabrication of stair climber trolley
Design and fabrication of stair climber trolley
 
Vertical Transportation Systems in Buildings by Ramesh Nayaka
Vertical Transportation Systems in Buildings by Ramesh NayakaVertical Transportation Systems in Buildings by Ramesh Nayaka
Vertical Transportation Systems in Buildings by Ramesh Nayaka
 

Similar to Body-Weight Support System

Pose Trainer: “An Exercise Guide and Assessment in Physiotherapy”
Pose Trainer: “An Exercise Guide and Assessment in Physiotherapy”Pose Trainer: “An Exercise Guide and Assessment in Physiotherapy”
Pose Trainer: “An Exercise Guide and Assessment in Physiotherapy”IRJET Journal
 
IRJET- Smart Medical Assistant using Wearable Device
IRJET- Smart Medical Assistant using Wearable DeviceIRJET- Smart Medical Assistant using Wearable Device
IRJET- Smart Medical Assistant using Wearable DeviceIRJET Journal
 
IRJET- IoT based Smart Fitness Tracker for Gymnasiums
IRJET- IoT based Smart Fitness Tracker for GymnasiumsIRJET- IoT based Smart Fitness Tracker for Gymnasiums
IRJET- IoT based Smart Fitness Tracker for GymnasiumsIRJET Journal
 
Health Care System with Smart Assistant
Health Care System with Smart AssistantHealth Care System with Smart Assistant
Health Care System with Smart AssistantIRJET Journal
 
Electronic Medical Regulation
Electronic Medical RegulationElectronic Medical Regulation
Electronic Medical RegulationAditya Chauhan
 
HCA 447Project Documentation Project OverviewHealth Care.docx
HCA 447Project Documentation Project OverviewHealth Care.docxHCA 447Project Documentation Project OverviewHealth Care.docx
HCA 447Project Documentation Project OverviewHealth Care.docxshericehewat
 
Physiotherapy clinical system
Physiotherapy clinical systemPhysiotherapy clinical system
Physiotherapy clinical systemsagar_patel
 
Smart Healthcare Prediction System Using Machine Learning
Smart Healthcare Prediction System Using Machine LearningSmart Healthcare Prediction System Using Machine Learning
Smart Healthcare Prediction System Using Machine LearningIRJET Journal
 
Medic - Artificially Intelligent System for Healthcare Services ...
Medic - Artificially Intelligent System for Healthcare Services              ...Medic - Artificially Intelligent System for Healthcare Services              ...
Medic - Artificially Intelligent System for Healthcare Services ...IRJET Journal
 
Eating Habit and Health Monitoring System using Android Based Machine Learning
Eating Habit and Health Monitoring System using Android Based Machine LearningEating Habit and Health Monitoring System using Android Based Machine Learning
Eating Habit and Health Monitoring System using Android Based Machine LearningIRJET Journal
 
IRJET- Hybrid App for Health Record System
IRJET-  	  Hybrid App for Health Record SystemIRJET-  	  Hybrid App for Health Record System
IRJET- Hybrid App for Health Record SystemIRJET Journal
 
Design of Self-Learning System for Diagnosing Health Parameters using ANFIS
Design of Self-Learning System for Diagnosing Health Parameters using ANFISDesign of Self-Learning System for Diagnosing Health Parameters using ANFIS
Design of Self-Learning System for Diagnosing Health Parameters using ANFISIRJET Journal
 
Health Prediction System - an Artificial Intelligence Project 2015
Health Prediction System - an Artificial Intelligence Project 2015Health Prediction System - an Artificial Intelligence Project 2015
Health Prediction System - an Artificial Intelligence Project 2015Maruf Abdullah (Rion)
 
Eye Gaze Tracking System
Eye Gaze Tracking SystemEye Gaze Tracking System
Eye Gaze Tracking SystemIRJET Journal
 
Corporate presentation _CBHI 08122015
Corporate presentation _CBHI 08122015Corporate presentation _CBHI 08122015
Corporate presentation _CBHI 08122015Apurva Pachpor
 
Computerised real time automatic SAPS APACHE and SOFA score calculation and d...
Computerised real time automatic SAPS APACHE and SOFA score calculation and d...Computerised real time automatic SAPS APACHE and SOFA score calculation and d...
Computerised real time automatic SAPS APACHE and SOFA score calculation and d...All India Institute of Medical Sciences
 
Hospital Management System Project
Hospital Management System ProjectHospital Management System Project
Hospital Management System ProjectSanjit Yadav
 
BITS MS- Dissertation Final Report
BITS MS- Dissertation Final ReportBITS MS- Dissertation Final Report
BITS MS- Dissertation Final ReportAnnie Sofia
 

Similar to Body-Weight Support System (20)

Pose Trainer: “An Exercise Guide and Assessment in Physiotherapy”
Pose Trainer: “An Exercise Guide and Assessment in Physiotherapy”Pose Trainer: “An Exercise Guide and Assessment in Physiotherapy”
Pose Trainer: “An Exercise Guide and Assessment in Physiotherapy”
 
IRJET- Smart Medical Assistant using Wearable Device
IRJET- Smart Medical Assistant using Wearable DeviceIRJET- Smart Medical Assistant using Wearable Device
IRJET- Smart Medical Assistant using Wearable Device
 
IRJET- IoT based Smart Fitness Tracker for Gymnasiums
IRJET- IoT based Smart Fitness Tracker for GymnasiumsIRJET- IoT based Smart Fitness Tracker for Gymnasiums
IRJET- IoT based Smart Fitness Tracker for Gymnasiums
 
Health Care System with Smart Assistant
Health Care System with Smart AssistantHealth Care System with Smart Assistant
Health Care System with Smart Assistant
 
Electronic Medical Regulation
Electronic Medical RegulationElectronic Medical Regulation
Electronic Medical Regulation
 
HCA 447Project Documentation Project OverviewHealth Care.docx
HCA 447Project Documentation Project OverviewHealth Care.docxHCA 447Project Documentation Project OverviewHealth Care.docx
HCA 447Project Documentation Project OverviewHealth Care.docx
 
Physiotherapy clinical system
Physiotherapy clinical systemPhysiotherapy clinical system
Physiotherapy clinical system
 
Smart Healthcare Prediction System Using Machine Learning
Smart Healthcare Prediction System Using Machine LearningSmart Healthcare Prediction System Using Machine Learning
Smart Healthcare Prediction System Using Machine Learning
 
Medic - Artificially Intelligent System for Healthcare Services ...
Medic - Artificially Intelligent System for Healthcare Services              ...Medic - Artificially Intelligent System for Healthcare Services              ...
Medic - Artificially Intelligent System for Healthcare Services ...
 
Eating Habit and Health Monitoring System using Android Based Machine Learning
Eating Habit and Health Monitoring System using Android Based Machine LearningEating Habit and Health Monitoring System using Android Based Machine Learning
Eating Habit and Health Monitoring System using Android Based Machine Learning
 
IRJET- Hybrid App for Health Record System
IRJET-  	  Hybrid App for Health Record SystemIRJET-  	  Hybrid App for Health Record System
IRJET- Hybrid App for Health Record System
 
Design of Self-Learning System for Diagnosing Health Parameters using ANFIS
Design of Self-Learning System for Diagnosing Health Parameters using ANFISDesign of Self-Learning System for Diagnosing Health Parameters using ANFIS
Design of Self-Learning System for Diagnosing Health Parameters using ANFIS
 
Health Prediction System - an Artificial Intelligence Project 2015
Health Prediction System - an Artificial Intelligence Project 2015Health Prediction System - an Artificial Intelligence Project 2015
Health Prediction System - an Artificial Intelligence Project 2015
 
Eye Gaze Tracking System
Eye Gaze Tracking SystemEye Gaze Tracking System
Eye Gaze Tracking System
 
Corporate presentation _CBHI 08122015
Corporate presentation _CBHI 08122015Corporate presentation _CBHI 08122015
Corporate presentation _CBHI 08122015
 
Pro Body Tracker
Pro Body TrackerPro Body Tracker
Pro Body Tracker
 
Computerised real time automatic SAPS APACHE and SOFA score calculation and d...
Computerised real time automatic SAPS APACHE and SOFA score calculation and d...Computerised real time automatic SAPS APACHE and SOFA score calculation and d...
Computerised real time automatic SAPS APACHE and SOFA score calculation and d...
 
Software specification for
Software specification forSoftware specification for
Software specification for
 
Hospital Management System Project
Hospital Management System ProjectHospital Management System Project
Hospital Management System Project
 
BITS MS- Dissertation Final Report
BITS MS- Dissertation Final ReportBITS MS- Dissertation Final Report
BITS MS- Dissertation Final Report
 

Recently uploaded

MANUFACTURING PROCESS-II UNIT-2 LATHE MACHINE
MANUFACTURING PROCESS-II UNIT-2 LATHE MACHINEMANUFACTURING PROCESS-II UNIT-2 LATHE MACHINE
MANUFACTURING PROCESS-II UNIT-2 LATHE MACHINESIVASHANKAR N
 
What are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptx
What are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptxWhat are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptx
What are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptxwendy cai
 
OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...
OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...
OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...Soham Mondal
 
Model Call Girl in Narela Delhi reach out to us at 🔝8264348440🔝
Model Call Girl in Narela Delhi reach out to us at 🔝8264348440🔝Model Call Girl in Narela Delhi reach out to us at 🔝8264348440🔝
Model Call Girl in Narela Delhi reach out to us at 🔝8264348440🔝soniya singh
 
Introduction to Multiple Access Protocol.pptx
Introduction to Multiple Access Protocol.pptxIntroduction to Multiple Access Protocol.pptx
Introduction to Multiple Access Protocol.pptxupamatechverse
 
Call Girls Service Nagpur Tanvi Call 7001035870 Meet With Nagpur Escorts
Call Girls Service Nagpur Tanvi Call 7001035870 Meet With Nagpur EscortsCall Girls Service Nagpur Tanvi Call 7001035870 Meet With Nagpur Escorts
Call Girls Service Nagpur Tanvi Call 7001035870 Meet With Nagpur EscortsCall Girls in Nagpur High Profile
 
APPLICATIONS-AC/DC DRIVES-OPERATING CHARACTERISTICS
APPLICATIONS-AC/DC DRIVES-OPERATING CHARACTERISTICSAPPLICATIONS-AC/DC DRIVES-OPERATING CHARACTERISTICS
APPLICATIONS-AC/DC DRIVES-OPERATING CHARACTERISTICSKurinjimalarL3
 
Microscopic Analysis of Ceramic Materials.pptx
Microscopic Analysis of Ceramic Materials.pptxMicroscopic Analysis of Ceramic Materials.pptx
Microscopic Analysis of Ceramic Materials.pptxpurnimasatapathy1234
 
MANUFACTURING PROCESS-II UNIT-5 NC MACHINE TOOLS
MANUFACTURING PROCESS-II UNIT-5 NC MACHINE TOOLSMANUFACTURING PROCESS-II UNIT-5 NC MACHINE TOOLS
MANUFACTURING PROCESS-II UNIT-5 NC MACHINE TOOLSSIVASHANKAR N
 
(SHREYA) Chakan Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Esc...
(SHREYA) Chakan Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Esc...(SHREYA) Chakan Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Esc...
(SHREYA) Chakan Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Esc...ranjana rawat
 
(PRIYA) Rajgurunagar Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...
(PRIYA) Rajgurunagar Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...(PRIYA) Rajgurunagar Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...
(PRIYA) Rajgurunagar Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...ranjana rawat
 
(MEERA) Dapodi Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Escorts
(MEERA) Dapodi Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Escorts(MEERA) Dapodi Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Escorts
(MEERA) Dapodi Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Escortsranjana rawat
 
Structural Analysis and Design of Foundations: A Comprehensive Handbook for S...
Structural Analysis and Design of Foundations: A Comprehensive Handbook for S...Structural Analysis and Design of Foundations: A Comprehensive Handbook for S...
Structural Analysis and Design of Foundations: A Comprehensive Handbook for S...Dr.Costas Sachpazis
 
VIP Call Girls Service Kondapur Hyderabad Call +91-8250192130
VIP Call Girls Service Kondapur Hyderabad Call +91-8250192130VIP Call Girls Service Kondapur Hyderabad Call +91-8250192130
VIP Call Girls Service Kondapur Hyderabad Call +91-8250192130Suhani Kapoor
 
Call for Papers - African Journal of Biological Sciences, E-ISSN: 2663-2187, ...
Call for Papers - African Journal of Biological Sciences, E-ISSN: 2663-2187, ...Call for Papers - African Journal of Biological Sciences, E-ISSN: 2663-2187, ...
Call for Papers - African Journal of Biological Sciences, E-ISSN: 2663-2187, ...Christo Ananth
 
Architect Hassan Khalil Portfolio for 2024
Architect Hassan Khalil Portfolio for 2024Architect Hassan Khalil Portfolio for 2024
Architect Hassan Khalil Portfolio for 2024hassan khalil
 
VIP Call Girls Service Hitech City Hyderabad Call +91-8250192130
VIP Call Girls Service Hitech City Hyderabad Call +91-8250192130VIP Call Girls Service Hitech City Hyderabad Call +91-8250192130
VIP Call Girls Service Hitech City Hyderabad Call +91-8250192130Suhani Kapoor
 
Processing & Properties of Floor and Wall Tiles.pptx
Processing & Properties of Floor and Wall Tiles.pptxProcessing & Properties of Floor and Wall Tiles.pptx
Processing & Properties of Floor and Wall Tiles.pptxpranjaldaimarysona
 

Recently uploaded (20)

★ CALL US 9953330565 ( HOT Young Call Girls In Badarpur delhi NCR
★ CALL US 9953330565 ( HOT Young Call Girls In Badarpur delhi NCR★ CALL US 9953330565 ( HOT Young Call Girls In Badarpur delhi NCR
★ CALL US 9953330565 ( HOT Young Call Girls In Badarpur delhi NCR
 
MANUFACTURING PROCESS-II UNIT-2 LATHE MACHINE
MANUFACTURING PROCESS-II UNIT-2 LATHE MACHINEMANUFACTURING PROCESS-II UNIT-2 LATHE MACHINE
MANUFACTURING PROCESS-II UNIT-2 LATHE MACHINE
 
What are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptx
What are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptxWhat are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptx
What are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptx
 
OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...
OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...
OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...
 
Model Call Girl in Narela Delhi reach out to us at 🔝8264348440🔝
Model Call Girl in Narela Delhi reach out to us at 🔝8264348440🔝Model Call Girl in Narela Delhi reach out to us at 🔝8264348440🔝
Model Call Girl in Narela Delhi reach out to us at 🔝8264348440🔝
 
Introduction to Multiple Access Protocol.pptx
Introduction to Multiple Access Protocol.pptxIntroduction to Multiple Access Protocol.pptx
Introduction to Multiple Access Protocol.pptx
 
Call Girls Service Nagpur Tanvi Call 7001035870 Meet With Nagpur Escorts
Call Girls Service Nagpur Tanvi Call 7001035870 Meet With Nagpur EscortsCall Girls Service Nagpur Tanvi Call 7001035870 Meet With Nagpur Escorts
Call Girls Service Nagpur Tanvi Call 7001035870 Meet With Nagpur Escorts
 
APPLICATIONS-AC/DC DRIVES-OPERATING CHARACTERISTICS
APPLICATIONS-AC/DC DRIVES-OPERATING CHARACTERISTICSAPPLICATIONS-AC/DC DRIVES-OPERATING CHARACTERISTICS
APPLICATIONS-AC/DC DRIVES-OPERATING CHARACTERISTICS
 
Microscopic Analysis of Ceramic Materials.pptx
Microscopic Analysis of Ceramic Materials.pptxMicroscopic Analysis of Ceramic Materials.pptx
Microscopic Analysis of Ceramic Materials.pptx
 
MANUFACTURING PROCESS-II UNIT-5 NC MACHINE TOOLS
MANUFACTURING PROCESS-II UNIT-5 NC MACHINE TOOLSMANUFACTURING PROCESS-II UNIT-5 NC MACHINE TOOLS
MANUFACTURING PROCESS-II UNIT-5 NC MACHINE TOOLS
 
(SHREYA) Chakan Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Esc...
(SHREYA) Chakan Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Esc...(SHREYA) Chakan Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Esc...
(SHREYA) Chakan Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Esc...
 
(PRIYA) Rajgurunagar Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...
(PRIYA) Rajgurunagar Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...(PRIYA) Rajgurunagar Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...
(PRIYA) Rajgurunagar Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...
 
(MEERA) Dapodi Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Escorts
(MEERA) Dapodi Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Escorts(MEERA) Dapodi Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Escorts
(MEERA) Dapodi Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pune Escorts
 
9953056974 Call Girls In South Ex, Escorts (Delhi) NCR.pdf
9953056974 Call Girls In South Ex, Escorts (Delhi) NCR.pdf9953056974 Call Girls In South Ex, Escorts (Delhi) NCR.pdf
9953056974 Call Girls In South Ex, Escorts (Delhi) NCR.pdf
 
Structural Analysis and Design of Foundations: A Comprehensive Handbook for S...
Structural Analysis and Design of Foundations: A Comprehensive Handbook for S...Structural Analysis and Design of Foundations: A Comprehensive Handbook for S...
Structural Analysis and Design of Foundations: A Comprehensive Handbook for S...
 
VIP Call Girls Service Kondapur Hyderabad Call +91-8250192130
VIP Call Girls Service Kondapur Hyderabad Call +91-8250192130VIP Call Girls Service Kondapur Hyderabad Call +91-8250192130
VIP Call Girls Service Kondapur Hyderabad Call +91-8250192130
 
Call for Papers - African Journal of Biological Sciences, E-ISSN: 2663-2187, ...
Call for Papers - African Journal of Biological Sciences, E-ISSN: 2663-2187, ...Call for Papers - African Journal of Biological Sciences, E-ISSN: 2663-2187, ...
Call for Papers - African Journal of Biological Sciences, E-ISSN: 2663-2187, ...
 
Architect Hassan Khalil Portfolio for 2024
Architect Hassan Khalil Portfolio for 2024Architect Hassan Khalil Portfolio for 2024
Architect Hassan Khalil Portfolio for 2024
 
VIP Call Girls Service Hitech City Hyderabad Call +91-8250192130
VIP Call Girls Service Hitech City Hyderabad Call +91-8250192130VIP Call Girls Service Hitech City Hyderabad Call +91-8250192130
VIP Call Girls Service Hitech City Hyderabad Call +91-8250192130
 
Processing & Properties of Floor and Wall Tiles.pptx
Processing & Properties of Floor and Wall Tiles.pptxProcessing & Properties of Floor and Wall Tiles.pptx
Processing & Properties of Floor and Wall Tiles.pptx
 

Body-Weight Support System