Ukarabati wa Mabega ya nje: Hatua 10

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Bega ni moja ya sehemu ngumu zaidi ya mwili wote wa mwanadamu. Maneno yake na pamoja ya bega huruhusu bega mwendo anuwai wa mkono na kwa hivyo ni ngumu sana kuiga. Kwa hivyo, ukarabati wa bega ni shida ya kitabibu. Lengo la mradi huu ni kubuni roboti inayosaidia ukarabati huu.

Roboti hii itachukua fomu ya exoskeleton na sensorer anuwai ambazo zitapima vigezo vinavyohusika na tabia ya mwendo wa mkono, na kisha kulinganisha matokeo yaliyopatikana na hifadhidata ili kutoa maoni mara moja juu ya ubora wa mgonjwa wa mwendo wa bega.

Kifaa kinaweza kuonekana kwenye picha hapo juu. Mfereji huu umewekwa kwenye waya ambayo huvaliwa na mgonjwa. Pia kuna kamba za kushikamana na mkono wa kifaa kwenye mkono wa mgonjwa.

Sisi ni wanafunzi wa Kitivo cha Uhandisi cha Brussels (Bruface) na tuna kazi kwa kozi ya Mechatronics 1: tambua mradi kutoka kwa orodha ya maoni ambayo tulichagua roboti ya ukarabati wa Mabega.

Washiriki wa Kikundi cha 7 cha Mechatronics:

Gianluca Carbone

Ines Henriette

Pierre Pereira Acuna

Radu Rontu

Thomas Wilmet

Hatua ya 1: Vifaa

- Printa ya 3D: PLA plastiki

- Mashine ya kukata Laser

- MDF 3mm: uso 2m²

- 2 kasi ya MMA8452Q

- 2 potentiometers: PC20BU

- Kuzaa: Kipenyo cha ndani 10 mm; Kipenyo cha nje 26mm

- Reli za miongozo ya laini: upana wa 27mm; urefu mdogo 300 mm

- Nyuma Nyuma na kamba

- Arduino Uno

- nyaya za Arduino: 2 basi kwa Alionation (3, 3V Accelerometer na 5V Potientiometer), basi 2 kwa kipimo cha Accelerometer, basi 1 kwa misa. (ubao wa mkate):

- Screws:

Kwa kuzaa: M10 bolts na karanga, Kwa muundo kwa ujumla: M3 na M4 bolts na karanga

Hatua ya 2: Wazo kuu

Ili kusaidia ukarabati wa bega, kifaa hiki kwa kusudi kusaidia ukarabati wa bega kufuatia harakati za kimsingi nyumbani na mfano.

Hoja ambazo tumeamua kuzingatia kama mazoezi ni: utekaji nyara wa mbele (kushoto kwenye picha) na mzunguko wa nje (kulia).

Mfano wetu umewekwa na sensorer anuwai: mbili za kuongeza kasi na mbili za nguvu. Sensorer hizi hutuma kwa kompyuta maadili ya pembe za mkono na mkono kutoka kwa wima. Takwimu tofauti zinapangwa kwenye hifadhidata ambayo inawakilisha mwendo mzuri. Mpango huu unafanywa kwa wakati halisi ili mgonjwa aweze kulinganisha moja kwa moja mwendo wake na mwendo wa kupata, na kwa hivyo anaweza kujirekebisha kukaa karibu iwezekanavyo na mwendo kamili. Sehemu hii itajadiliwa katika hatua ya hifadhidata.

Matokeo yaliyopangwa pia yanaweza kutumwa kwa mtaalamu wa tiba ya mwili ambaye anaweza kutafsiri data na kutoa ushauri zaidi kwa mgonjwa.

Zaidi katika mtazamo wa vitendo, kwani bega ni moja ya kiungo ngumu zaidi ya mwili wa mwanadamu, wazo lilikuwa kuzuia mwendo fulani ili kuepusha utambuzi mbaya wa harakati, ili mfano unaweza kuruhusu hizi tu mwendo mbili.

Kwa kuongezea, kifaa hicho hakilingani kabisa na anatomy ya mgonjwa. Hii inamaanisha kuwa mhimili wa mzunguko wa exoskeleton haufanani kabisa na wale wa bega la mgonjwa. Hii itazalisha torque ambazo zinaweza kuvunja kifaa. Ili kulipa fidia hiyo, seti ya reli zimetekelezwa. Hii pia inaruhusu anuwai kubwa ya mgonjwa kuvaa kifaa.

Hatua ya 3: Sehemu tofauti za Kifaa

Katika sehemu hii, unaweza kupata michoro zote za kiufundi za vipande tulivyotumia.

Ikiwa unataka kutumia yako mwenyewe, kuwa na wasiwasi na ukweli kwamba vipande vingine viko chini ya vizuizi vikuu: shafts za kuzaa kwa mfano zinakabiliwa na mabadiliko ya ndani. Ikiwa imechapishwa na 3D, inapaswa kufanywa kwa wiani mkubwa na nene ya kutosha kuizuia ivunjike.

Hatua ya 4: Mkutano - Bamba la nyuma

Kwenye video hii, unaweza kuona kitelezi kilichotumiwa kusahihisha moja ya DOF (mwongozo wa mstari unaofanana kwa bamba la nyuma). Kitelezi hicho pia kinaweza kuwekwa kwenye mkono, lakini suluhisho lililowasilishwa kwenye video lilitoa matokeo bora ya nadharia kwenye programu ya 3D, kujaribu mwendo wa mfano.

Hatua ya 5: Mkutano - Utamkaji wa Utekaji Nyara

Hatua ya 6: Mkutano - Tamko la Mzunguko wa Nje

Hatua ya 7: Mkutano wa Mwisho

Hatua ya 8: Mchoro wa Mzunguko

Sasa kwa kuwa mfano uliokusanyika unasahihisha upotoshaji wa bega, na inafanikiwa kufuata mwendo wa mgonjwa kando ya mwelekeo huu uliotakiwa, ni wakati wa kuingia kwenye sehemu ya ufuatiliaji na haswa kwenye sehemu ya umeme ya mradi huo.

Kwa hivyo accelerometers itapata habari za kuongeza kasi pamoja na kila mwelekeo wa mpango, na nambari itahesabu pembe tofauti za kupendeza kutoka kwa data iliyopimwa. Matokeo tofauti yatatumwa kwa faili ya matlab kupitia Arduino. Faili ya Matlab kisha huchota matokeo kwa wakati halisi na inalinganisha curve iliyopatikana na hifadhidata ya mwendo unaokubalika.

Vipengele vya waya kwa Arduino:

Huu ndio uwakilishi wa kimfumo wa unganisho tofauti kati ya vitu tofauti. Mtumiaji anapaswa kuwa mwangalifu kuwa unganisho hutegemea nambari iliyotumiwa. Kwa mfano, pato la I1 la kasi ya kwanza imeunganishwa chini wakati pato la pili linaunganishwa na 3.3V. Hii ni moja wapo ya njia za kutofautisha kasi mbili kutoka kwa mtazamo wa Arduino.

Chati ya wiring:

Kijani - Accelerometers alimission

Nyekundu - pembejeo A5 ya Arduino kukusanya data kutoka kwa accelerometers

Pink - pembejeo A4 ya Arduino kukusanya data kutoka kwa accelerometers

Nyeusi - Ardhi

Kijivu - Vipimo kutoka kwa potentiometer ya kwanza (kwenye rotule ya utekaji nyara ya mbele)

Njano - Vipimo kutoka kwa potentiometer ya pili (kwenye mzunguko wa nje wa mzunguko)

Bluu - Ushirikiano wa Potentiometers

Hatua ya 9: Hifadhidata

Sasa kwa kuwa kompyuta inapokea pembe, kompyuta itaenda kuzitafsiri.

Hii ni picha ya uwakilishi wa hifadhidata iliyochaguliwa. Kwenye hifadhidata hii curves za bluu zinawakilisha eneo la mwendo unaokubalika na curve nyekundu inawakilisha mwendo kamili. Inapaswa kusisitizwa kuwa hifadhidata bila shaka iko wazi kwa marekebisho. Kwa kweli vigezo vya hifadhidata vinapaswa kuanzishwa na mtaalamu wa tiba ya mwili kushauri juu ya vigezo halisi vya ukarabati.

Mwendo uliochaguliwa moja kwa moja hapa nyekundu, unategemea uzoefu na ni kwamba mkono unafikia 90 ° kwa sekunde 2.5, ambayo inalingana na kasi ya angular ya 36 ° / s, (au 0, 6283 rad / s).

Ukanda unaokubalika (katika samawati) umebuniwa na mpangilio 3 wa kazi ya kipande katika kesi hii kwa mpaka wa juu na mpaka wa chini. Kazi za maagizo ya juu zinaweza kuzingatiwa pia kuboresha umbo la curves au hata ugumu wa zoezi hilo. Katika mfano huu zoezi ni rahisi sana: marudio 3 ya mwendo 0 hadi 90 °.

Nambari hiyo itapanga matokeo ya sensorer moja - ile ya kupendeza kutoa zoezi la ukarabati lililozingatiwa - kwenye hifadhidata hii. Mchezo sasa kwa mgonjwa ni kurekebisha kasi na nafasi ya mkono wake ili mkono wake ubaki ndani ya ukanda wa bluu, upeo unaokubalika, na karibu kabisa na pembe nyekundu, mwendo kamili.