مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

توانبخشی رباتیک با قابلیت انطباق سختی مفصل آرنج

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه صنعتی شاهرود- دانشکده مکانیک- سرپرست دانشکده مکاترونیک
2 کارشناس
چکیده
در این مقاله یک ربات محرک کابلی در قالب راهکاری نوین با عملکرد توانبخشی معرفی می‌شود. افزایش کیفیت تعامل انسان و ماشین موجب پیدایش دستگاه‌های جدید در این حوزه شده است. تطابق دستگاه با مشخصه‌های فیزیکی انسان می‌تواند تعامل نیرویی و راحتی بیمار را بهبود بخشد به نحوی که توجه به میزان نرمی مفاصل در طول بازه حرکتی می‌تواند احساس بهتر برای بیمار ایجاد کند و در موفقیت برنامه توانبخشی بسیار موثر باشد. قسمت کلیدی کابل در این مکانیزم، امکان انتقال نیرو را فراهم می‌کند. به علاوه در طراحی ربات توانبخشی آرنج مزایایی چون ارزان و سبک بودن، ایجاد حرکت هموار، کاهش ابعاد موتورهای محرک در نظر گرفته شده است. در این مقاله روابط حاکم بر سیستم با محوریت مسأله سختی بیان شده است. ارتباط میان پارامترهای توصیف کننده رفتار دینامیک مکانیزم با حرکت‌های نوسانی آرنج با دامنه و فرکانس‌های مختلف بررسی شده است. کارایی ربات توانبخشی آرنج از نظر روند تغییرات سختی مفصلی آزموده شده است. این مکانیزم به شکل پذیرفتنی رفتار دست انسان را از نظر تولید سختی مفصل مطابق پروتکل‌های توانبخشی شبیه‌سازی می‌کند. نین مکانیزمی به علت کیفیت شبیه‌سازی می‌تواند کاربردهای گسترده‌ای در حوزه پزشکی رباتیک داشته باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Robotic rehabilitation with the elbow stiffness adjustability

نویسندگان English

Mahdi Bamdad 1
Homayoon Zarshenas 2
چکیده English

In this paper, a cable actuated robot is introduced as a new rehabilitation approach. The quality improvement of human and machine interface has led to create a new device in this area. The interface between the robots with the physical characteristics of body can improve the interaction forces and the patient safety. Considering the joint compliance during the motion range can make the patient feel better and thus, bring success for the rehabilitation program. The key element "cable" makes the possibility of force transmission in this mechanism. Cable actuator is used in this project in order to achieve to maximum adaptation with elbow operation Moreover in the design of rehabilitation device, some advantages are regarded like the low-cost and light weight, smooth joint motion with adjustable stiffness, motor size reduction. The dynamic parameters related to the elbow behavior are described with amplitude and frequency investigating. The performance of the elbow rehabilitation device is examined. Stiffness variation of robot joint is effectively compatible with the elbow joint stiffness according to rehabilitation protocols. As the presented mechanism able to simulate elbow rehabilitation, it can be used more widely in the field of medical robotics.

کلیدواژه‌ها English

Rehabilitation
Mechanism design
Cable actuated
Stiffness
Elbow joint