مدلسازي و شبيه سازي همزمان ربات توانبخشي به همراه مدل اسكلتي-عضلاني

كارشناسي ارشد

با توجه به تعداد بيماران كم توان حركتي در پي اختلالات نوروفيزيولوژيكي و يا سكته مغزي در حوزه راه رفتن و حجم بالاي نياز بيماران به توانبخشي، وجود سيستم هاي هوشمند توانبخشي بسيار ضروري است. مكانيزم هاي موجود حال حاضر اغلب نياز به شخص فيزيوتراپيست دارند كه مطابق استاندارد هايي و با توجه كمتر به خصوصيات آناتوميك و فيزيولوژيك افراد، برنامه توانبخشي را براي آن ها به انجام مي رسانند. پيچيدگي اين مكانيزم ها مي تواند كاربرد و راحتي استفاده از آن ها را مورد مخاطره قرار دهد. در اين پژوهش با استفاده از نرم افزار اپن سيم، به مدلسازي همزمان يك دستگاه توانبخشي اندام تحتاني به همراه يك مدل اسكلتي-عضلاني بدن پرداخته شده است. اين دستگاه توانبخشي پيرو مكانيزم جنسن با هشت لينك طراحي شده است و همچنين داراي سيستم تعليق وزن براي حمايت از وزن بيمار و يك محرك از نوع گشتاوري در مفصل ران مي باشد. اين شبيه سازي به بررسي نيرو هاي تعاملي بين دستگاه و بدن، نيروهاي عمل و عكس العمل و تاثير هر يك بر ديگري مي پردازد. با استفاده از شبيه سازي ديناميك مستقيم، حركت دستگاه توانبخشي كه توسط دوران يك محور چرخان صورت مي¬گيرد شبيه سازي شده است. اين شبيه سازي، سينماتيك حركت و زواياي مفاصل را تعيين مي¬كند. سپس با استفاده از سينماتيك مسئله به حل معادلات ديناميك معكوس به كمك نرم افراز پرداخته شده است. شبيه سازي ديناميك معكوس مي¬تواند با استفاده از سينماتيك حركت، ميزان نيرو و گشتاور هاي وارد شده در نقاط تماسي و مفاصل را در هر بازه¬ي زماتي محاسبه كند. اين شبيه سازي تخمين نيرو هاي تعاملي، مي تواند كمك شاياني به بهود طراحي و بهينه سازي دستگاه توانبخشي نمايد.

210105

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر محمدرضا حقجو

مهندسي پزشكي-بيومكانيك

دكتر برهان بيگ زاده