Метод и система управления интеллектуальным протезом руки

• Автор: Язид Ясин Мхесен Абу Хания
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПРОТЕЗИРОВАНИЯ

ВЕРХНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

1.1 .УПРАВЛЯЕМЫЕ ПРОТЕЗЫ ВЕРХНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

1.2.МЕТОДЫ СЪЕМА УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ

1.3 .ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ

1.4.ПРОБЛЕМЫ СОГЛАСОВАНИЯ ПРОТЕЗА С ЧЕЛОВЕКОМ

1.5. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА П. РАЗРАБОТКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ПРОТЕЗА РУКИ

2.1 .ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОТЕЗОМ РУКИ ПОСРЕДСТВОМ ДВИЖЕНИЙ СОХРАНЁННЫХ СЕГМЕНТОВ
2.2.РАЗРАБОТКА МЕТОДА СЪЕМА СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ АДАПТИВНЫМ ПРОТЕЗОМ РУКИ
2.3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО
ПРОТЕЗА РУКИ
2.4 СТРУКТУРА БИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРОТЕЗ РУКИ
ПАЦИЕНТ
ВЫВОДЫ
ГЛАВА ІП. АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОТЕЗОМ
ЗЛ КИНЕМАТИКА ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА И АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОТЕЗОМ РУКИ ПОСЛЕ ВЫЧЛЕНЕНИЯ ПЛЕЧА
3.2 ХАРАКТЕРИСТИКИ МОМЕНТОВ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ОБЪЕКТЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ПРОТЕЗА РУКИ
3.3.ВЫБОР ПРИВОДНЫХ МИКРОЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ СИСТЕМЫ ПРИВОДОВ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО
ПРОТЕЗА РУКИ

3.4.0ЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИВОДОВ ПГОТЕЗА
ВЫВОДЫ
ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАЗРАБОТКА ПРОТЕЗА
4.1 ОПИСАНИЯ МОДЕЛИ ПРОТЕЗА РУКИ.
(ОПИСАНИЯ МОДЕЛИ MATLAB И LAB VIEW)
4.2. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ. (ФРАГМЕНТ ПРОТЕЗА РУКИ)
4.3. ФОРМИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
ФРАГМЕНТА ПРОТЕЗА РУКИ
4.4.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОЗИЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ФРАГМЕНТА ПРОТЕЗА РУКИ
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Создание технических средств для восстановления способности к ручной деятельности и самообслуживанию является

сложной и во многом нерешенной проблемой. Сложность задачи заключается не только в том, что необходимо создавать легкие и прочные устройства с высоким уровнем миниатюризации отдельных частей, но, главным образом, в принципах построения систем управления. Требования, предъявляемые к данным устройствам, всегда противоречивы. При создании данных устройств необходимо разрешение, например, такого противоречия: чем выше уровень ампутации, тем меньше остается у инвалида источников управляющих сигналов, но при этом должно подлежать восстановлению все большее число подвижных управляемых звеньев. Протезы рук представляют наглядный этому пример. Считается, что протезы рук являются наиболее эффективным техническим средством реабилитации инвалидов при ампутационных и врожденных дефектах верхних конечностей. Активный протез руки изначально предназначен для выполнения сложных и нетиповых рабочих операций, связанных с жизнедеятельностью и самообслуживанием инвалида. Однако современные протезы, как правило, реализуют не более двух активных степеней подвижности. Обычно это сгибание локтя и схват или ротация кисти и схват. Управление движением при этом осуществляется поочередно в установочном режиме, поскольку общая доктрина управления ориентирована на преимущественное использование компенсаторных движений частей тела инвалида. Несмотря на трудности протезирования до определенной степени задача реабилитации инвалидов решается, но остается еще целый пласт неиспользованных возможностей.
Протез руки должен удовлетворять двум основным требованиям: кос-метичности и функциональной эффективности. В настоящее время решение

МО х(
Рисунок 1.11 - Принцип обратной связи.
Управление исполнительным устройством осуществляется по рассогласованию задающей и исполнительной осей, по величине функции отклонения Дх(/) регулируемой величины х0(1) от предписанного значения *(/)
МО =х0(0-х(1)
В качестве примера можно привести устройство непрерывного управления схватом в механическом протезе предплечья с жёсткой обратной связью по положению и усилию (Рисунок 1.1.2).
Рисунок 1.12 - Образцы модулей для непрерывного управления.
Функциональная схема здесь принимает другой вид (Рисунок 1.13). Появляется прямая жёсткая связь объекта регулирования с оператором, а функции оператора и регулятора совмещены.