طراحی و ساخت اروتز فعال جهت بیماران همی پارزی با محدودیت حرکت در آرنج و انگشتان دست

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مکانیک، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

2 استادیار، گروه مکانیک، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

چکیده

بیماران همی پارزی افرادی هستند که دچار فلج ناقص اعضای بدن شده‌اند، این بیماران امکان حرکت انگشتان و دست خود را دارند اما توانایی گیرش اجسام را ندارند و فعالیت‌های روزمره خود را به سختی انجام می‌دهند. هدف اصلی این پژوهش ساخت یک ربات پوشیدنی برای نصب بر روی دست جهت کمک به توانبخشی بیمار است. ربات شامل یک موتور گیربکس برای حرکت دست و یک موتور گیربکس حلزونی برای حرکت آرنج است. جهت تطبیق‌پذیری بهتر با دست بیمار از مکانیزم کشویی در طراحی ربات استفاده شده است. کنترل موتور توسط میکروکنترلر ATMEGA 328 انجام شده است. پس از حصول اطمینان از طراحی مکانیکی و الکتریکی، ساخت عملی ربات انجام گرفته است. آزمایش‌های عملی صحت عملکرد ربات ساخته‌شده را تأیید می‌نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Alavian, Firoozeh. Hypothermia and stroke: Pros and cons. The Neuroscience Journal of Shefaye Khatam, 7(2), 2009.
[2] Wang, Lizhen, Peng, Guangshuai, Yao, Wei, Biggar, Stuart, Hu, Chaoyi, Yin, Xiaofei, and Fan, Yubo. Soft robotics for hand rehabilitation. in Intelligent Biomechatronics in Neurorehabilitation, pp. 167–176. Elsevier, 2020.
[3] Brennan, Louise, Dorronzoro Zubiete, Enrique, and Caulfield, Brian. Feedback design in targeted exercise digital biofeedback systems for home rehabilitation: A scoping review. Sensors, 20(1):181, 2020.
[4] Sale, Patrizio, Lombardi, Valentina, and Franceschini, Marco. Hand robotics rehabilitation: feasibility and preliminary results of a robotic treatment in patients with hemiparesis. Stroke research and treatment, 2012, 2012.
[5] Bennett, Robert L. The evolution of the georgia warm springs foundation feeder. Artificial limbs, 10(1):5, 1966.
[6] Mosher, RC. Handyman to hardiman, sae paper 67008. Society of Automotive Engineers (SAE), 1967.
[7] Gopura, RARC, Bandara, DSV, Kiguchi, Kazuo, and Mann, George KI. Developments in hardware systems of active upper-limb exoskeleton robots: A review. Robotics and Autonomous Systems, 75:203–220, 2016.
[8] Shi, Di, Zhang, Wuxiang, Zhang, Wei, and Ding, Xilun. A review on lower limb rehabilitation exoskeleton robots.Chinese Journal of Mechanical Engineering, 32(1):74, 2019.
[9] Banala, Sai K, Kim, Seok Hun, Agrawal, Sunil K, and Scholz, John P. Robot assisted gait training with active leg exoskeleton (alex). IEEE transactions on neural systems and rehabilitation engineering, 17(1):2–8, 2008.
[10] Bernhardt, Michael, Frey, Martin, Colombo, Gery, and Riener, Robert. Hybrid force-position control yields cooperative behaviour of the rehabilitation robot lokomat. in 9th International Conference on Rehabilitation Robotics, 2005. ICORR 2005., pp. 536–539. IEEE, 2005.
[11] van Asseldonk, Edwin HF and van der Kooij, Herman. Robot-aided gait training with lopes. in Neurorehabilitation Technology, pp. 461–481. Springer, 2016.
[12] Strausser, Katherine Ann. Development of a human machine interface for a wearable exoskeleton for users with spinal cord injury. Ph.D. thesis, UC Berkeley, 2011.
[13] Farris, Ryan J, Quintero, Hugo A, and Goldfarb, Michael. Preliminary evaluation of a powered lower limb orthosis to aid walking in paraplegic individuals. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 19(6):652–659, 2011.
[14] Zeilig, Gabi, Weingarden, Harold, Zwecker, Manuel, Dudkiewicz, Israel, Bloch, Ayala, and Esquenazi, Alberto. Safety and tolerance of the rewalktm exoskeleton suit for ambulation by people with complete spinal cord injury: a pilot study. The journal of spinal cord medicine, 35(2):96– 101, 2012.
[15] Gancet, Jeremi, Ilzkovitz, Michel, Motard, Elvina, Nevatia, Yashodhan, Letier, Pierre, De Weerdt, David, Cheron, Guy, Hoellinger, Thomas, Seetharaman, Karthik, Petieau, Mathieu, et al. Mindwalker: Going one step further with assistive lower limbs exoskeleton for sci condition subjects. in 2012 4th IEEE RAS & EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics (BioRob), pp. 1794–1800. IEEE, 2012.
[16] Satoh, Hozumi, Kawabata, Tomoyoshi, and Sankai, Yoshiyuki. Bathing care assistance with robot suit hal. in 2009 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO), pp. 498–503. IEEE, 2009.
[17] Hanafusa, Akihiko, Shiki, Fumiya, Ishii, Haruki, Nagura, Masaki, Kubota, Yuji, Ohnishi, Kengo, and Shibata, Yoshiyuki. Development of an active upper limb orthosis controlled by emg with upper arm rotation. in International Conference on Intelligent Human Systems Integration, pp. 163–169. Springer, 2018.
[18] Rahman, Mohammad Habibur, Kittel-Ouimet, Thierry, Saad, Maarouf, Kenné, Jean-Pierre, and Archambault, Philippe S. Development and control of a robotic exoskeleton for shoulder, elbow and forearm movement assistance. Applied Bionics and Biomechanics, 9(3):275–292, 2012.
[19] Huang, Yen-Po, Chou, You-Li, Chen, Feng-Chun, Wang, Rong-Tyai, Huang, Ming-Jer, and Chou, Paul Pei-Hsi. Elbow joint fatigue and bench-press training. Journal of athletic training, 49(3):317–321, 2014.