| چکیده |
ناتوانی‌های حرکتی دست و انگشتان ناشی از عوامل مختلف، یکی از بیمارهای رایج است که تاثیر بسیار زیادی در کاهش سطح کیفیت زندگی بیماران دارد. برای درمان این ناتوانی‌ها، انجام تمرین‌های مستمر توانبخشی توصیه می‌شود. برای رفع مشکلات موجود در این زمینه، علم رباتیک به کمک بیماران و افراد درگیر آمده است. در زمینه توانبخشی انگشتان کارهای زیادی برای تمرین مشت کردن انگشتان و تمرین انگشتان انجام گردیده است. اما در اکثر کارهای انجام شده در سال‌های اخیر حرکت دادن بندبند انگشتان میسر نبود و یا نیاز به دقت کامل تراپیست برای حرکت بندها داشت. بنابراین نیاز به توجه کامل تراپیست یا پزشک وجود داشت که علاوه بر صرف انرژی، سرعت کار را بسیار پایین می‌آورد. در این راستا هدف از این رساله طراحی، ساخت و کنترل یک ابزار رباتیکی برای استفاده در توانبخشی دست افراد می‌باشد. برای نیل به این هدف، طراحی و ساخت یک مکانیزم مناسب که نیازهای سیستم را برآورده کند به عنوان گام اول نیاز است. همچنین ادغام توانبخشی انگشتان و مچ جزو کارهایی است که مدنظر این تحقیق می‌باشد. با ادغام توانبخشی بخش‌های مختلف علاوه بر کاهش هزینه‌ها، تمرکز بیماران و پزشکان روی سیستم‌ها بیشتر شده و میل افراد به استفاده از یک دستگاه برای توانبخشی اعضای مختلف بدن افزایش می‌یابد. علاوه بر ایجاد یک مکانیزم جدید که توانبخشی انگشتان و مچ دست را برآورده کند کنترل این سیستم نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. به دلیل وجود عدم قطعیت‌ها و اغتشاشات در این سیستم و تعامل با افراد مختلف، این ربات با دینامیک‌های متغیری روبرو است. برای حل این مشکل از کنترلگر مودلغزشی استفاده شده است. اما کنترلگر مودلغزشی با پدیده نوسان ناخواسته همراه است. در این تحقیق از دو روش برای برطرف کردن نوسان ناخواسته در این کنترلگر استفاده شد. در روش اول به ادغام این کنترلگر با کنترلگر فازی تطبیقی پرداخته شده است. در روش دوم از تغییر تعریف سطح لغزش استفاده شد. برای طراحی کنترلگر فازی نیاز به تعریف جدول فازی ربات توانبخشی بود. همچنین برای کاهش وابستگی خروجی به مدل کنترلگر، خروجی کنترلگر فازی به سیگنال کلی سیستم افزوده شد و روی ضریب کنترلگر مود لغزشی اثری نداشت. از طرف دیگر برخلاف کارهای گذشته که نیروی مقاوم دست افراد و بیماران به عنوان اغتشاش گرفته می‌شد، در این سیستم در هر حلقه کنترلی تخمینی از میزان این نیرو زده می‌شود و نیروی تخمین زده شده به مدل سیستم وارد می‌شود. برای بررسی کارآمد بودن سیستم کنترلی در ربات طراحی شده، آزمایش هایی انجام گردید که نتایج بدست آمده بهبود کارآیی سیستم در تعقیب خط را تا ضریب همبستگی 0.96 نشان داد. همچنین در آزمایشی دیگر میزان پیشرفت بیمار پس از انجام تمرین‌های توانبخشی به کمک ربات، آزموده شد. نتایج و بهبود مشاهده شده از نظر پزشک قابل قبول بود.
|
