طراحی و تحلیل بازوی رباتیک برای توان بخشی دست انسان

حرکت های مداوم فیزیوتراپی، تضمینی است برای بیمارانی که دچار عارضه ی سکته ی مغزی شده اند تا بتوانند سلامتی خود را بازیابند. انجام هرچه بهتر حرکات فیزیوتراپی، مشروط به وجود سیستمی ساده، سبک و با ایمنی بالاست که بتواند حرکات کاملی را برای بیمار انجام دهد. در این پایان نامه سعی شده است تا مدلی جدید و کامل از یک ربات توان بخشی برای دست انسان ارایه گردد. این مدل دارای 8 درجه ی آزادی می باشد که سه درجه ی آزادی آن غیر فعال می باشند. مدل معرفی شده با ساختاری ساده و ارزان، می تواند تمام حرکات مفید را در توانبخشی تمام قسمت های دست بیمار انجام دهد. این ربات قابلیت به کارگیری در هر دو حالت با پایه ی ثابت و یا متصل به بیمار را داراست. سینماتیک ربات با استفاده از روش دناویت- هارتنبرگ بدست آمده و برای بدست آوردن معادلات دینامیکی آن، از روش لاگرانژ استفاده گردیده است. پس از معرفی پارامترهای دناویت- هارتنبرگ، به طراحی ربات و معرفی ویژگی های آن پرداخته شده است. در این ربات همانند حرکات فیزیوتراپ ها، حرکت پیچشی دست در مفصل شانه، در اثر اعمال نیروی پیچشی در مچ دست انجام می گیرد. این نیرو همزمان به بازو نیز منتقل می گردد و ایمنی و راحتی زیادی را برای بیمار فراهم می آورد. همچنین تنش ایجاد شده در مچ و آرنج که ناشی از حرکت پیچشی دست بوده و توسط ربات اعمال می شود، مورد بررسی قرار داده خواهد شد. برای کنترل ربات از دو روش استفاده شده است. در ابتدا مسیر مورد نظر با استفاده از کنترلر امپدانس پیموده می شود. سپس ثابت می گردد استفاده از قوانین فازی در کنار کنترلر امپدانس، نتایج مطلوب تری در بر خواهد داشت. شبیه سازی حرکت ربات نیز با استفاده از نرم افزار مناسب صورت گرفته است.