عنوان پایان‌نامه
مطالعه و طراحی نرم افزار جدید کاربردی برای تنظیم مکانیزم تی اس اف
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 306;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 66284
- تاریخ دفاع
- ۰۴ خرداد ۱۳۹۳
- دانشجو
- زهرا فرخی
- استاد راهنما
- کارن ابری نیا, مجید بنی اسدی
- چکیده
- در این رساله از ربات موازی استوارت، با نام قاب فضایی تیلور برای اصلاح همزمان دفورمیتی¬های پیچیده استخوان و مفصل ران انسان (مانند جابجایی¬های مادرزادی یا چرخش¬های مفصلی) و همین¬طور با کاربرد در شکستگی تنه استخوان¬های بلند، نظیر شکستگی تنه فمور و تیبیا، استفاده می¬شود. در کشور ایران نیز توسط جمعی از متخصصین و مهندسین مشابه قاب تیلور ساخته شده است. ولی متأسفانه نرم¬افزاری جهت مدیریت این مکانیزم در ایران وجود نداشت. هدف این مطالعه، طراحی نرم¬افزاری جهت اصلاح دفورمیتی¬های اندام¬های تحتانی می¬باشد، که نرم¬افزار اصلاح دفورمیتی محیا نام¬گذاری گردید. در این نرم¬افزار ابتدا با در نظر گرفتن هندسه نقاط کلیدی قاب و طول اولیه لینک¬ها به حل مکانیزم استوارت در حالت سینماتیک معکوس و مستقیم با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک، پرداخته می¬شود. پس از حل موقعیت پلتفرم متحرک در مکانیزم استوارت نسبت به پلتفرم ثابت مشخص می¬شود. در مرحله بعد داده¬های مربوط به دفورمیتی استخوان با استفاده از تصاویر رادیوگرافی دریافت می¬شود. با توجه به مقادیر دفورمیتی، پلتفرم متحرک در جهت اصلاح دفورمیتی، انتقال یا دوران داده می¬شود. طول نهایی لینک¬های مکانیزم استوارت به عنوان خروجی نرم¬افزار محاسبه می¬شود. تنها محدودیت فاصله یک میلیمتر، دو استخوان از یکدیگر و حداکثر رشد یک میلیمتر استخوان در هر روز می¬باشد. بنابراین طول لینک¬ها بر اساس اصلاح تدریجی و به صورت روزانه محاسبه می¬شود. با تنظیم روزانه طول لینک¬ها توسط بیمار پس از عمل جراحی، عمل اصلاح دفورمیتی استخوانی ممکن می¬شود. این برنامه با استفاده از نرم-افزار MATLAB برنامه¬نویسی شده است. برای بررسی صحت نتایج خروجی نرم¬افزار محیا، داده¬های ورودی برنامه تیلور برای چند بیمار به برنامه داده شد و خروجی برنامه محاسبه گردید. با بررسی نتایج خروجی نرم¬افزار تیلور و محیا، و مقایسه آن¬ها با هم، نتایج نشان¬دهنده انطباق صددرصدی خروجی نهایی هر دو برنامه بود. صحت و دقت خروجی نرم¬افزار محیا، بیانگر عملی بودن اصلاح دفورمیتی با استفاده از این نرم¬افزار می¬باشد. امید است که با کاربرد این نرم¬افزار پیشنهادی گامی در جهت بهبود کیفیت زندگی بیماران برداشته شده باشد.
- Abstract
- In this treatise of Stewart parallel robot, named Taylor spatial frame which can be used to correct concurrent complex deformity of human hip bone (such as congenital displacement or rotation of the joint) and the use of the long Bones shaft fractures, as femur and tibia shaft fractures. A group of Iranian experts and engineers also could produce a frame which is similar to Taylor frame. But unfortunately there was no application to manage this mechanism in Iran. The purpose of this survey is to design an application to correct the deformities of the lower extremities, which named Mahya deformity corrector application. In this application, first with regard to the geometry of key points of the frame and the initial length of the links try to resolve the Stewart mechanism in inverse and direct kinematic modes using the genetic algorithm method. After solving the position of moving platform of the Stewart platform, its proportion to the fixed frame will be determined. Next, data related to the bone deformity by use of radiographic images will be received. According to amounts of deformity, the moving platform will be transferred or circulated in order to correct the deformity. The ultimate length of the links of Stewart mechanism will be calculated as application output. The only limitation is the 1 millimeter distance between two bones, and the maximum growth of the bone that is 1 millimeter per day. Thus, the length of the links will calculate daily based on the gradual reform. With daily adjustment of the length of the links by patient after surgery, operation of bone deformity correction will be possible. This application has programed with the use of MATLAB application. To examine the correctness of the output results of Mahya Application, the inputs data of Taylor application for some patients gave to this application and the outputs calculated. By examining the output results of both applications and comparing them, the results indicate that the results of both applications are entirely corresponding to each other. Accuracy of the output results of Mahya application indicating the feasibility of using this application for deformity correction. It is hoped that using the proposed software be a step towards improving the quality of life of patients
