Разработка экзоскелета верхней конечности для реабилитации и тренировок

П. Венев, М. Цвеов, Ив. Венева, Д. Чакъров

Abstract: В статье приведены результаты разработки экзоскелета верхней конечности для реабилитации и тренировок. На первых стадиях реабилитации, когда пациент не имеет возможности двигаться самостоятельно, экзоскелет должен быть жестким, в то время как на следующих стадиях устройство должно отвечать на каждое движение пациента. Ключевой особенностью здесь является прозрачность: робот должен быть способен «скрыться», если пациент в состоянии произвести движение без посторонней помощи. С этих позиций цель работы заключается в том, чтобы найти и оценить соответствующее решение для дизайна экзоскелета, которое обеспечит точную обратную связь, достижение прозрачности и естественной безопасности. В работе рассматривается механическая структура и система запуска экзоскелета. Предложенная конструкция экзоскелета руки с последовательным электрическим и пневматическим двигателем позволяет изменять импеданс робота в пассивном режиме и варьировать между режимами управления с высоким и низким импедансом. Контроль за импедансом предложен учетом соблюдения пассивного режима пневматического приведения устройства в действие. Проводятся моделирование и оценка сил взаимодействия между пациентом и экзоскелетом как результат изменения импеданса устройства в пассивном режиме. Производится также определение силы взаимодействия как результат комплексной оценки силы тяжести эксзоскелета и его эластичных свойств. Прозрачность оценивается в различных направлениях в зависимости от положения руки и эластичности устройства. В заключении представлены выводы и направления дальнейших исследований.

Keywords: Экзоскелет; реабилитация; прозрачность

Date published: 2019-02-01