📄Работа №192931
Тема: РАЗРАБОТКА РОБОТИЗИРОВАННОГО ЭКЗОПРОТЕЗА КИСТИ ЧЕЛОВЕКА
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
робототехника
Объем:
61 листов
Год:
2025
Просмотров:
56
5610
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Последствия инсульта 4
2 Анатомия кисти 5
3 Описание устройства 7
3.1 Перчатка 7
3.2 Каркас 9
3.3 Электрическая часть 11
3.4 Управление 14
4 Составляющие устройства 16
4.1 Широтно-импульсная модуляция 16
4.2 Аналого-цифровой преобразователь 20
4.2.1 Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения 20
4.2.2 Параллельный аналого-цифровой преобразователь 21
4.2.3 Сигма-дельта АЦП 22
4.3 Стабилизаторы напряжения 24
4.4 Микроконтроллер STM32 28
4.5 Драйвер двигателей 32
4.6 Принцип работы двигателя постоянного тока 36
4.7 Операционный усилитель 36
4.8 Защита от статических разрядов 38
4.9 Энкодер 38
4.10 Протокол SWD 41
4.11 Протокол USB 43
4.12 Протокол UART 44
4.13 Протокол SPI 45
5 Модернизация экзоскелета 48
6 Результаты работы 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 59
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Последствия инсульта 4
2 Анатомия кисти 5
3 Описание устройства 7
3.1 Перчатка 7
3.2 Каркас 9
3.3 Электрическая часть 11
3.4 Управление 14
4 Составляющие устройства 16
4.1 Широтно-импульсная модуляция 16
4.2 Аналого-цифровой преобразователь 20
4.2.1 Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения 20
4.2.2 Параллельный аналого-цифровой преобразователь 21
4.2.3 Сигма-дельта АЦП 22
4.3 Стабилизаторы напряжения 24
4.4 Микроконтроллер STM32 28
4.5 Драйвер двигателей 32
4.6 Принцип работы двигателя постоянного тока 36
4.7 Операционный усилитель 36
4.8 Защита от статических разрядов 38
4.9 Энкодер 38
4.10 Протокол SWD 41
4.11 Протокол USB 43
4.12 Протокол UART 44
4.13 Протокол SPI 45
5 Модернизация экзоскелета 48
6 Результаты работы 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 59
📖 Введение
Интеграция роботизированных систем в современную медицинскую практику способствует улучшению качества реабилитационного процесса, снижению его трудоемкости и повышению эффективности работы терапевтов. Одним из таких решений является мягкий экзоскелет кисти, который применяется для терапии и реабилитации пациентов, перенесших инсульт и утративших подвижность верхней конечности. Экзоскелет представляет собой техническую систему, объединяющую элементы робототехники, биомеханики и управления. Существуют два основных типа конструкций: мягкие и жесткие.
В раннем постинсультном восстановительном периоде проводят упражнения, направленные на восстановление утраченной функции конечности. В процессе проведения упражнений, врачам помогают соответствующие устройства. В целом можно выделить два типа устройств - направленные на реализацию потерянных движений конечности и обеспечивающие проведение (помощь в проведении) реабилитационных упражнений.
В мире проводятся исследования и разработки таких устройств [1-5], которые активно используются в реабилитационных центрах. Существуют устройства как стационарные, так и носимые, последние позволяют «надевать» устройство или же комплекс устройств и выполнять упражнения в более комфортных условиях. Эти устройства используют тросовые и пневматические системы движения, имитирующие работу мышечных волокон и сухожилий. Основные проблемы связаны с ограниченным временем автономной работы и сложностью управления. Жесткие экзоскелеты, используемые в реабилитации, ограничивают свободу движений пациента, что затрудняет его естественное взаимодействие с окружающей средой и имеют значительные размеры.
Цель исследования является разработка функционального экзоскелета кисти [6-7], направленного на восстановление утраченной функции верхней конечности после инсульта, позволяющего приводить в движение фаланг пальцев, используя тросы и двигатели постоянного тока. Разработка направлена на реализацию устройства, обеспечивающего контролируемое проведение упражнений.
В раннем постинсультном восстановительном периоде проводят упражнения, направленные на восстановление утраченной функции конечности. В процессе проведения упражнений, врачам помогают соответствующие устройства. В целом можно выделить два типа устройств - направленные на реализацию потерянных движений конечности и обеспечивающие проведение (помощь в проведении) реабилитационных упражнений.
В мире проводятся исследования и разработки таких устройств [1-5], которые активно используются в реабилитационных центрах. Существуют устройства как стационарные, так и носимые, последние позволяют «надевать» устройство или же комплекс устройств и выполнять упражнения в более комфортных условиях. Эти устройства используют тросовые и пневматические системы движения, имитирующие работу мышечных волокон и сухожилий. Основные проблемы связаны с ограниченным временем автономной работы и сложностью управления. Жесткие экзоскелеты, используемые в реабилитации, ограничивают свободу движений пациента, что затрудняет его естественное взаимодействие с окружающей средой и имеют значительные размеры.
Цель исследования является разработка функционального экзоскелета кисти [6-7], направленного на восстановление утраченной функции верхней конечности после инсульта, позволяющего приводить в движение фаланг пальцев, используя тросы и двигатели постоянного тока. Разработка направлена на реализацию устройства, обеспечивающего контролируемое проведение упражнений.
✅ Заключение
Смоделирован и напечатан каркас экзоскелета, макеты предплечья и кисти. Спроектирована и изготовлена печатная плата. Разработано приложение, позволяющее управлять экзоскелетом путем отправки команд по протоколу USB, также осуществляя прием данных.
Устройство находится на этапе разработки, на данный момент позволяет осуществлять независимое сгибание-разгибание пальцев отдельно каждым пальцем с возможностью измерять ток, потребляемый двигателем. Контроль потребления тока двигателя дает дополнительную информацию и позволяет судить о степени подвижности пальца.
Устройство находится на этапе разработки, на данный момент позволяет осуществлять независимое сгибание-разгибание пальцев отдельно каждым пальцем с возможностью измерять ток, потребляемый двигателем. Контроль потребления тока двигателя дает дополнительную информацию и позволяет судить о степени подвижности пальца.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.