26092

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

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي-بيومكانيك

1400

1400/11/13

دكتر برهان بيگ زاده

دكتر محمدرضا حقجو

مكانيك

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.

1400/11/20

Simultaneous modelling and simulation of a rehabilitation robot with a musculoskeletal model

2/2/2023 12:00:00 AM

Due to the number of patients with reduced mobility due to neurophysiological disorders or stroke in the area of ​​walking and the high volume of patients' need for rehabilitation, the existence of intelligent rehabilitation systems is very necessary. Existing mechanisms often require a physiotherapist who performs a rehabilitation program for people according to standards and with less attention to the anatomical and physiological characteristics of individuals. The complexity of these mechanisms can jeopardize their use and ease of use. In this research, using open wire software, simultaneous modeling of a lower limb rehabilitation device with a musculoskeletal model of the body has been performed. This Jensen rehabilitation device is designed with eight links and also has a weight suspension system to support the patient's weight and a torque stimulator in the hip joint. This simulation examines the interactive forces between the device and the body, the forces of action and reaction, and the effect of each on the other. Using direct dynamics simulation, the movement of the rehabilitation device by the rotation of a rotating axis is simulated. This simulation determines the kinematics of motion and the angles of the joints. Then, using kinematic problems, the inverse dynamic equations are solved with the help of separation software. Reverse dynamics simulation can use kinematics to calculate the amount of force and torque applied to the contact points and joints at any time interval. This simulation of interactive force estimation can help to improve the design and optimization of the rehabilitation device.

توانبخشي راه رفتن , ربات هاي هوشمند توانبخشي , اسكلت خارجي , نيروهاي تماسي , تعامل دستگاه و بدن , اختلالات نوروفيزيولوژيك راه رفتن , سكته مغزي

Gait Rehabilitation , Intelligent Rehabilitation Robots , Exoskeleton , Contact forces , Device-body interaction , Neurophysiological disorders of gait , Stroke

ريحانه چگني علي ابادي

ريحانه چگني علي ابادي