دانشکده مهندسی مکانیک
پایان نامه کارشناسی ارشد مکاترونیک
کنترل امپدانس ربات توان‌بخش زانو
استاد راهنما:
دکتر محمد مهدی فاتح
شهریور 1392
فهرست مطالب
1-1 مقدمه. 13
۲-۱ تعریف توانبخشی. 18
۲-۲ اهمیت توانبخشی. 18
۲-3 مهم‌ترین اهداف توانبخشی. 19
۲-4 توانبخشی زانو. 19
۲-4-۱ تمرینات غیر فعال. 20
۲-4-۲ تمرینات فعال
. 20
۲-4-۱-۱ تمارین غیرفعال آزاد: 20
۲-4-۱-۲ تمارین غیر فعال کششی. 21
۲-4-۲-۱ تمارین فعال کمکی. 22
۲-4-۲-۲ تمارین فعال مقاومتی 23
۲-۵ حرکات مفصل زانو. 24
۲-6 روند فیزیوتراپی زانو. 26
۲-7 حالت‌های بدن در حین تمرین. 27
۲-8 نتیجه گیری.. 28
3-1 مقدمه. 31
3-2 انواع رباتهای توانبخشی. 32
3-3 مروری بر گذشته رباتهای توانبخشی(Rehabilitation Robots) : 33
3-3-1 تردمیل های آموزش حرکت.. 34
3-3-2 آموزش چگونه بودن کف پا در حرکت.. 35
3-3-3 آموزش حرکت به وسیله رباتهای سیار 35
3-3-4 توانبخشی مچ پا 36
3-3-4-1 سیستم های ثابت.. 36
3-3-4-2 سیستم‌های متحرک.. 36
3-3-5 رباتهای ثابت توانبخشی. 37
3-4 پارامتر های مهم در طراحی ربات.. 38
3-4-1 کنترل موقعیت ربات.. 38
3-4-2 کنترل نیروی اعمالی به بیمار 38
3-4-3 ذخیره اطلاعات بیمار 39
3-5-3 حالت‌های بدن در حین تمرین. 40
4-1 مقدمه. 42
4-2 روش کنترل امپدانس بر پایه گشتاور 43
4-2-1 معادلات دینامیکی. 43
4-2-2 کنترل امپدانس… 44
4-2-3 شبیه سازی سیستم کنترل. 44
4-2-3-1 تمرین غیرفعال. 46
4-2-3-2 تمرین ایزومتریک.. 47
4-2-3-3 تمرین ایزوتونیک.. 49
4-2-3-4 تمرین فعال کمکی. 51
4- 3 روش کنترل امپدانس بر پایه ولتاژ 53
4-3-1 معادلات دینامیکی. 53
4-3-2 کنترل امپدانس… 55
4-3-3 شبیه سازی سیستم کنترل. 56
4-3-3-1 تمرین غیرفعال. 56
4-3-3-2 تمرین ایزومتریک.. 58
4-3-3-3 تمرین ایزوتونیک.. 60
4-3-3-4 تمرین فعال کمکی. 61
4-4 نتیجه گیری.. 63
5-1 مقدمه. 65
5-2-1 معادلات دینامیکی. 65
5-2-2 کنترل امپدانس… 67
5-2-3 اثبات پایداری.. 70
5-2-4 شبیه سازی سیستم کنترل. 73
5-2-4-1 تمرین غیرفعال. 74
5-2-4-2 تمرین ایزومتریک.. 75
5-2-4-3 تمرین ایزوتونیک.. 77
5-2-4-4 تمرین فعال کمکی. 78
5-3 نتیجه گیری.. 80
6-1 مقدمه. 82
6-2 معادلات دینامیکی. 83
6-3 کنترل امپدانس… 85
6-4 طراحی سیستم فازی.. 88
6-5 اثبات پایداری.. 91
6-6 شبیه سازی سیستم کنترل. 92
6-4-1 تمرین ایزومتریک.. 93
6-7 نتیجه گیری.. 97
فهرست اشکال
| ردیف عنوان صفحه |
| 1. شکل 2‑1: مقایسه کشورهای مختلف از نقطه نظر افراد نیازمند به توان بخشی. 19
2. شکل 2-2: حرکت extension/flexion زانو………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 28
3. شکل 2‑3 : حرکتAdduction/Abduction زانو…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 28.
4. شکل 2‑4: میزان اثرگذاری حالت بدن در تمرین‌های فیزیوتراپی…………………………………………………………………………………………………………………… 30 ..
5. شکل 3‑1 : بررسی میزان توجه جوامع علمی به رباتهای توانبخشی. 30
6. شکل 3‑2 :تقسیم بندی رباتهای توانبخشی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34.
7. شکل 3‑3 :رباتهای توانبخشی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………36.
8. شکل 3‑4 : میزان اثرگذاری حالت بدن در تمرین‌های فیزیوتراپی…………………………………………………………………………………………………………………. 41
9. شکل 4‑2 : مسیر طراحی شده ( سمت چپ:تمارین غیرفعال،ایزوتونیک و فعال کمکی.سمت راست : تمارین ایزومتریک.. 47
10. شکل 4‑3: کارایی کنترل کننده امپدانس سنتی بر پایه گشتاور در تمرین غیرفعال. 48
11. شکل 4‑4 : امپدانس ربات از دیدگاه بیمار در تمرین غیرفعال. 49
12. شکل 4‑5 : گشتاور محاسبه شده توسط کنترل کننده برای تمرین غیرفعال. 49
13. شکل 4‑6: کارایی کنترل کننده امپدانس سنتی بر پایه گشتاور در تمرین ایزومتریک.. 50
14. شکل 4‑7: امپدانس ربات از دیدگاه بیمار در تمرین ایزومتریک.. 50
15. شکل 4‑8 : گشتاور محاسبه شده توسط کنترل کننده برای تمرین ایزومتریک.. 51
16. شکل 4‑9: کارایی کنترل کننده امپدانس سنتی بر پایه گشتاور در تمرین ایزوتونیک.. 52
17. شکل 4‑10 : امپدانس ربات از دیدگاه بیمار در تمرین ایزوتونیک.. 52
18. شکل 4‑11 :گشتاور محاسبه شده توسط کنترل کننده برای تمرین ایزوتونیک.. 53
19. شکل 4‑12: کارایی کنترل کننده امپدانس سنتی بر پایه گشتاور در تمرین فعال کمکی. 53
20. شکل 4‑13 : امپدانس ربات از دیدگاه بیمار در تمرین فعال کمکی. 54
21. شکل 4‑14 :گشتاور محاسبه شده توسط کنترل کننده برای تمرین فعال کمکی. 54
22. شکل 5‑1 : بلوک دیاگرام کنترل کننده امپدانس بر پایه گشتاور 75
23. شکل 5‑2: مسیر طراحی شده ( سمت چپ : تمارین غیرفعال، ایزوتونیک و فعال کمکی.سمت راست : تمارین ایزومتریک.. 76
24. شکل 5‑3: مقایسه کارایی کنترل کننده مقاوم ارایه شده با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها در تمرین غیرفعال. 76
25. شکل 5‑4 : مقایسه خطای امپدانس کنترل کننده مقاوم ارایه شده با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها در تمرین غیرفعال. 77
26. شکل 5‑5 : مقایسه کارایی کنترل کننده مقاوم ارایه شده با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها در تمرین ایزومتریک.. 78
27. شکل 5‑6 : مقایسه خطای امپدانس کنترل کننده مقاوم ارایه شده با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها در تمرین ایزومتریک.. 78
28. شکل 5‑7 : مقایسه کارایی کنترل کننده مقاوم ارایه شده با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها در تمرین ایزوتونیک.. 79
29. شکل 5‑8 : مقایسه خطای امپدانس کنترل کننده مقاوم ارایه شده با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها در تمرین ایزوتونیک.. 80
30. شکل 5‑9 : نمودار بالا مقایسه کارایی و نمودار پایین مقایسه امپدانس دیده شده از سمت بیمار بین روش مقاوم ارایه شده با روش غیر مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌ها 81
31. شکل 5‑10 : ولتاژ موتور برای تمامی حرکت‌ها با استفاده از کنترل کننده ارایه شده 81
32. شکل 5‑11 : جریان موتور برای تمامی حرکت‌ها با استفاده از کنترل کننده ارایه شده 82
33. شکل 6‑1 : توابع عضویت ورودی(قسمت بالا) و توابع عضویت خروجی (قسمت پایین) 91
34. شکل 6‑2: بلوک دیاگرام کنترل کننده هوشمند مقاوم امپدانس بر پایه ولتاژ 95
35. شکل 6‑3: مقایسه کارایی کنترل کننده امپدانس بر پایه ولتاژ با ضرایب ثابت و کنترل کننده امپدانس بر پایه ولتاژ با ضرایب 2متغیر. 96
36. شکل 6‑4: مقایسه کارایی کنترل کننده امپدانس مقاوم بر پایه ولتاژ با ضرایب ثابت و کنترل کننده امپدانس مقاوم هوشمند بر پایه ولتاژ 96
37. شکل 6‑5 : مقایسه کنترل امپدانس بر پایه ولتاژ با ضرایب ثابت و کنترل امپدانس بر پایه ولتاژ با ضرایب متغیر در ایجاد امپدانس مطلوب.. 97
|
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند