Запечатлевая движение,
Создавая истории

В последние годы наблюдается рост числа пациентов с дискинезией, вызванной заболеваниями и травмами, а также увеличивается спрос на реабилитационную медицину, что способствует стремительному развитию реабилитационных роботов. Объединяя робототехнические технологии с реабилитационной терапией, механическая конструкция приводит конечности в движение, заставляя их повторять движения, что способствует стимуляции и восстановлению моторной нервной системы, что может помочь конечностям восстановить их моторную функцию.

Робот на канатном приводе — это реабилитационный робот, который использует канаты вместо жестких элементов в качестве приводов. Его конструкция проста, инерция мала, механизм относительно легкий, скорость движения высокая, коэффициент нагрузки высокий, он может быть модульным и перестраиваемым, а также его затраты на производство и обслуживание низкие, что привлекло широкое внимание как внутри страны, так и за рубежом в последние годы.

Робот с тяговым канатом, разработанный Дуан Цинцзюань, доцентом Школы механических и электрических инженерных технологий Университета Сидиан, использует двухрычажную систему для моделирования верхних и нижних рук, а также трехрычажную систему для добавления кистей. В ходе эксперимента необходимо спланировать траекторию движения многорычажной системы в зависимости от угла forward swing верхних конечностей при естественной ходьбе человека. Команда использует оптическую трехмерную систему захвата движения NOKOV для измерения таких параметров, как угол forward swing и длина верхних конечностей во время ходьбы. На плечевом, локтевом, запястном суставах и на ладонях экспериментатора были наклеены маркеры, и он естественно ходил на беговой дорожке. Траекторию можно спланировать после получения данных о верхних конечностях в естественном состоянии. Многорычажная система принимает вертикальное положение по отношению к земле за начальное. Сначала многорычажная система останавливается в самой высокой позиции перед телом, то есть в максимальном угле, затем движение происходит по закону ускорения, затем с постоянной скоростью, и, наконец, замедление, после чего она возвращается в начальное положение по тому же закону. 30 секунд - это один цикл, который моделирует состояние верхней руки во время движения.

В дополнение к планированию многосекционной траектории экспериментальная команда также оптимизировала конфигурацию многосекционного механизма, используя метод Монте-Карло для оптимизации положения мотора и расстояния вращения, а также максимизировала допустимое рабочее пространство для вращения силы, при этом обеспечивая, чтобы запланированная траектория находилась в пределах допустимого рабочего пространства вращения силы. С использованием оптимизированной конфигурации были построены механизмы с двумя и тремя секциями для экспериментов. Фактическая траектория измеряется с помощью оптической трехмерной системы захвата движения NOKOV, а натяжение троса измеряется с помощью сенсора. По сравнению с рассчитанной траекторией и теоретическими значениями натяжения проверяется правильность метода оптимизации.