Улучшение и автоматизация бионического протеза

без списка литературы

Весь текст будет доступен после покупки

В дипломной работе рассматривался процесс создания технической модели бионического протеза кисти и лучезапястного сустава. Была приведена информация о развитии технологий в данной сфере, о современном состоянии разработок, так же было сделано моделирование протеза в системе «Компас-3D. Был произведен расчет и анализ выбранных материалов и компонентов, была разработана программа управления протезом на языке C++, по вычисленным зависимостям изменения углов сгибания пальцев. Были проведены расчеты, показывающие максимально допустимые нагрузки на каждый отдельный палец с учетом технических характеристик комплектующих.

Тема является актуальной и важной, она имеет большое значение для медицинской практики, как одна из задач, которую врачам и инженерам надо решить, и которая должна помочь в улучшения качества жизни пациентов с травмами или заболеваниями указанных областей, именно это привело к решению о продолжении работы по этой же теме.

Весь текст будет доступен после покупки

МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ ТЕХНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ БИОНИЧЕСКОГО ПРОТЕЗА

Созданный протез управлялся джойстиком, который в свою очередь управлял сервоприводами. Но такая система противоречит смыслу протеза, ведь ему необходимо помогать в реабилитации людей, в связи с этим надо изменить управление, а именно – убрать джойстик.

Одним из вариантов, способных реализовать данную идею, является использование датчиков ЭМГ. Электромиограф – это прибор, предназначенный для регистрации биопотенциалов, возникающих при работе мышц. Для получения электромиограммы используют 2 вида электродов: накожные электроды или игольчатые электроды. Для правильной работы протеза требуется поверхностная ЭМГ (снятие с поверхности мышц) – сигналы, характеризующие уровень общей активности и тонуса отдельных мышц или группы мышц как в состоянии покоя, так и при различных видах мышечных напряжений.

Подобные датчики продаются в свободном доступе, цена комплекта из двух датчиков составляет около 10-20 долларов. Для реализации проекта необходимо 6 датчиков, 5 из которых будут снимать электромиограмму с мышц, отвечающих за сгибания пальцев, а 1 датчик – с мышц, поворачивающих кисть.

Датчики ЭМГ могут быть свободно совмещены с платами Arduino, в связи с чем программа, которая была написана для управления протезом с помощью джойстика, станет основой для протеза с датчиками ЭМГ.

Так же имеет смысл изменить саму конструкцию руки и убрать сервоприводы, вместо них можно использовать пневмоцилиндры или

электромоторы с винтовой передачей, так же одним из вариантов являются шаговые двигатели, что позволит избежать корреляции между углом поворота кисти и начальным положением каждого сервопривода.

Чтобы улучшить бионический протез руки, можно интегрировать несколько современных датчиков, которые значительно повысят его функциональность, точность и удобство использования. Это могут быть датчики давления и тактильной обратной связи (Haptic Feedback): с помощью таких датчиков можно реализовать тактильную обратную связь, чтобы пользователь мог "чувствовать" предметы, которые он захватывает. Это позволит контролировать силу сжатия, избегая повреждений объектов или самого протеза.

Весь текст будет доступен после покупки

1. А.С. Савилова, М.В. Плеханов, А.А. Насибуллина, Ю.С. Данилкина, Т.А. Кислюк (редактор О.С. Бубнова) – Введение в медицинскую электронику. – М.: Изд-во МЭИ Москва, 2017.
2. Н.О. Коробенков, С.С. Кочетов, П.А. Григорьев – Бионическое протезирование конечности. - М.: Изд-во Иркутский государственный медицинский университет, 2019.
3. Б.И. Адамов, А.Н. Маслов, Н.В. Осадченко – Применение основных матричных разложений в задачах механики и робототехники. – М.: Изд-во МЭИ, Москва, 2019.
4. Г.М. Кобельков, Ю.Н. Недоливко – Численные методы. Часть 1. – М.: Изд-во МГУ, Москва.
5. Бахвалов Н. С., Жидков Н. П., Кобельков Г. М. Численные методы. — 3-е изд., доп. и перераб. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004
6. Сайт OrtoReal – изготовление протезов нижних конечностей: https://ortoreal.ru/blog/izgotovlenie-bionicheskih-protezov/#:~:text=Бионические%20протезы%20изготавливаются%20из%20передовых,прочность%2C%20легкость%20и%20функциональность%20изделия
7. Сайт OrtoProm - История протезов конечностей:
https://ortoprom.ru/article/istoriya-protezov-konechnostey/

Весь текст будет доступен после покупки