عنوان پایان‌نامه
طراحی و ساخت و کنترل یک سیستم جهت توانبخشی انگشت دست بیماران پس از سکته
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق- مهندسی پزشکی - بیوالکتریک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2817;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71125
- تاریخ دفاع
- ۱۶ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- بهاره عبدی کیونانی
- استاد راهنما
- فریبا بهرامی بوده لالو, مجید نیلی احمدآبادی
- چکیده
- بیماران سکته‌ی مغزی به‌طور معمول از اختلالات عمل‌کردی در اندام‌های فوقانی رنج می‌برند، که بهبود آن‌ها نیازمند درمانهای توانبخشی شدید و مستمر می‌باشد. در میان این درمان‌ها بازگرداندن عمل‌کرد دست از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می‌باشد و تا حد زیادی به بازگرداندن توانایی های مفاصل پروگزیمال وابسته می‌باشد. این اختلالات اغلب در برابر مداخلات درمانی مقاوم هستند، در نتیجه نیازمند درمانهای توانبخشی گسترده و ممتد می‌باشند. از طرف دیگر در طول چند دهه‌ی اخیر، گسترش زیادی در زمینه‌ی فن‌آوری سیستم‌های رباتیکی برای توانبخشی دست در بیماران سکته‌ی مغزی صورت گرفته است و مطالعات انجام شده بر روی این ابزارها نشان‌دهنده‌ی تاثیر مثبت آن‌ها در تسریع روند درمانی بیماران می‌باشد. در این پایان‌نامه مراحل طراحی، مدل‌سازی، شبیه‌سازی و کنترل یک سیستم جدید برای توانبخشی انگشت شرح داده شده است. سپس سیستم مذکور برای انگشت اشاره ساخته شده، بر روی آن نصب شده و عمل‌کرد سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. برای پس خور زاویه‌ی مفصلِ میدلِ انگشت از حسگر مقاومتی و برای کنترل حلقه بسته‌ی سیستم از کنترل کننده تناسبی- مشتق‌گیر- انتگرالی (PID) استفاده شده است. با توجه به اینکه هدف اصلی ما در این پروژه گسترش یک ساختار زیست‌تقلید تاندون محور و سازگار با کینماتیک طبیعی انگشتان می‌باشد، از سیم‌هایی از جنس آلیاژهای حافظه‌دار برای فعال‌کردن سیستم استفاده نموده‌ایم. این سیم‌ها علاوه بر اینکه عمل‌کردی مشابه با عضلات انسان دارند موجب کاهش وزن، هزینه و حجم سیستم می‌شوند که این امر به نوبه‌ی خود موجب راحتی استفاده از این ابزار در فعالیت‌های روزمره برای افزایش تاثیر آن در توانبخشی می‌شود. این ساختار برای توانبخشی مستقل چهار انگشت دست قابل استفاده می‌باشد. واژه‌های کلیدی: توانبخشی، بازگردانی عمل‌کرد دست، رباتیک توانبخشی، انگشت اشاره، آلیاژهای حافظه دار
- Abstract
- Post-stroke patients usually suffer from upper limbs disorders, which require intense rehabilitation therapies. Among different rehabilitation therapies, hand function restoration is of a higher significance and it depends to a large extent on the restoration of more proximal joints. These disorders are often resistant to therapeutic intervention and require extensive and continuous rehabilitation therapies. Over the last decades, tremendous technological progress has been made in robotic systems for hand rehabilitation of post-stroke patients. Different studies on the robotic devices prove their positive impact on expediting the procedure of rehabilitation. In this thesis, the procedure of designing, modeling, controlling and implementation of a biomimetic tendon base novel system for finger rehabilitation is explained. The implemented module was constructed and set up on a finger to evaluate its performance. A bending sensor was employed to provide feedback from the angular position of the middle phalanges and a PID controller was used to control the System. Since in this project we aimed to develop a biomimetic tendon base structure that is compatible with anthropomorphic kinematics, muscle-like shape memory alloy (SMA) wires were employed to actuate the system. All these helped us to make the system lightweight, compact, and easy to use during daily life activities for improving its effect on rehabilitation. This system can be used for independent rehabilitation of each four fingers. Keywords: rehabilitation, hand function restoration, rehabilitation robotics, index finger, shape memory alloy.
