طراحی ربات برون‌پوش حامی گام‌زدن برای توانبخشی افراد کم‌توان حرکتی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران

2 نویسنده مسئول، استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد پردیس، تهران

3 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

چکیده

در این مقاله طرحی از یک ربات اسکلت خارجی پایین تنه، بمنظور حمایت از افراد کم توان در فرآیند راه رفتن ارائه شده است. نخست مدل مفهومی ربات ارائه شده , سپس مدل دینامیکی از سیستم مکانیکی ربات برای اندام پایین تنه ارائه شده است. بمنظور شبیه‌سازی دینامیکی، مدل از کتیا به محیط سیم‌مکانیکز منتقل شده است؛ در محیط شبیه سازی اطلاعات سیستم اعمال شده و فرآیند کامل گام‌زدن در یک سیکل حرکتی شبیه‌سازی گردیده است؛ در ادامه به طراحی یک کنترلر تلفیقی برای سیستم پرداخته ایم. در انتهای فرآیند نیروها و گشتاورهای مفصلی وارد بر ربات محاسبه گردیده‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Machteld, H., J Andre, K., Lawrence, G., Henriette, H., Alejandro,R, J., Daan, K., and
Richard, S., “How Should We Define Health?”, Vol. 343, pp. 3-15, (2011)
[2] Richard, V., “War, Politics, and Philanthropy the History of Rehabilitation Medicine”,
Lanham, Maryland, University Press of America, ISBN 978-0-7618-4594-2, (2009).
[3] https://www.hss.edu/what-is-physiatry.asp, (2012).
[4] Georg, K., and Nathan, E, B., "The Elements of Clinical Diagnosis", New York, The
Macmillan Company; London, Macmillan & Co, ltd. (1898).
[5] Ferdinand, D, T., "Machine Vision Fundamentals, How to Make Robots See", NASA
Tech Briefs Vol. 35, No. 6, pp. 60-62, (2011).
[6] Marko, M., and Tadej, B., "Rehabilitation Robotics", Technology & Health Care, Vol. 19,
No. 6, pp. 483-495, (2011).
[7] Isela, C., Hector, M., Roque, S., Carlos, P., Lisandro, P., and Cecilia, G., "ROAD:
Domestic Assistant and Rehabilitation Robot", Medical & Biological Engineering &
Computing. Vol. 49, No. 10, pp. 1201-1211, (2011).
[8] Canada Center for Surgical Invention and Innovation. www.csii.ca
[9] Gery, C., Matthias, J., Reinhard, S., and Volker, D., “Treadmill Training of Paraplegic
Patients using a Robotic Orthosis”, Journal of Rehabilitation Research and Development,
Vol. 37, No. 6, pp. 693-700, (2000).
[10] Aoyagi, D., Ichinose, Wade E., Harkema, S. J., Reinkensmeyer, David J, and James E,
B., “A Robot and Control Algorithm That Can Synchronously Assist in Naturalistic
Motion During Bodyweight-Supported Gait Training Following Neurologic Injury”,
IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, Vol. 15, No. 3,
pp. 387-400, (2007).
[11] Achim, S and Floris, E., “Medical Robotics”, Springer Science, Business Media, Second
Edition. (2015).
[12] Daisuke, A., Wade E, I., Susan J, H., David J, R., and Bobrow, James E., “ A Robot and
Control Algorithm that Can Synchronously Assist in Naturalistic Motion During
Bodyweight-Supported Gait Training Following Neurologic Injury”, IEEE Transactions
on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, Vol. 15, No. 3, pp. 387-400, (2007).
[13] Gery, C., Matthias, J., Reinhard, S., and Volker, D., “Driven Gait Orthosis to Do
Locomotor Training of Paraplegic Patients”, Engineering in Medicine and Biology
Society, No. 4, pp. 3159-3163, (2000).
[14] Aaron, M., D and Hugh, H., “Lower Extremity Exoskeletons and Active Orthoses:
Challenges and State of-the-Art”, IEEE Transactions on Robotics, Vol. 24, No. 1, pp.
144-158, (2008).
[15] Sai k, B., Seok H, K., Sunil K, A., and John P, S., “Robot Assisted Gait Training With
Active Leg Exoskeleton (Alex)”, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation
Engineering, Vol. 17, No. 1, pp. 2-8, (2009).
[16 Gery, C., Matthias, J., Reinhard, S and Volker, D., “Treadmill Training of Paraplegic
Patients using a Robotic Orthosis”, Journal of Rehabilitation Research and Development,
Vol. 37, No. 6, pp. 693-700, (2000).
[17] Adam, Z., and Homayoun, K., “Design of an Electrically Actuated Lower Extremity
Exoskeleton”, Department of Mechanical Engineering, University of California, Berkeley,
CA 94720, USA, September (2005).
[18] Mohammad M, A., Hasan, S and Ariya, A., “Dynamic Modeling and Control System
Design for a Lower Extremity Exoskeleton”, Modares Mechanical Engineering, Vol. 13,
No. 5, pp. 102-116, (2013). (in Persian)