Проєктування та розрахунок кистевого реабілітаційного пристрою.
Автор: Світлик Володимир Русланович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Біотехнічні та медичні апарати і системи (Інтернет речей)
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Об’єкт дослідження: кистьовий реабілітаційний пристрій. Предмет дослідження: електромеханічна складова кистьового реабілітаційного пристрою, а також його система керування. Мета дипломного проекту полягає у розробленні реабілітаційного засобу для повернення рухових функцій кистьового суглоба осіб, які цього потребують. Для виконання поставленої мети виконано такі задачі: ? досліджено специфіку будови кистьового суглоба, а також проведено кінематичний аналіз його переміщення; ? запропоновано та досліджено математичну модель, яка окреслює динаміку руху системи; ? проведено розрахунок електричних та механічних складових реабілітаційного засобу, а також вибір їх із каталогів різних виробників; ? створено систему керування, яка надає можливість забезпечувати різні режими функціонування пристрою; ? проведено проєктування 3D-моделі запропонованого пристрою. В результаті виконання завдання на дипломне проєктування реалізовано наступне: 1. досліджено літературні та інтернет джерела та проведено детальний аналіз вже запропонованих засобів реабілітації; 2. запропоновано власну конструкцію реабілітаційного пристрою. Зокрема — його конструктивну, функціональну та принципову схеми; 3. проведено розрахунок основних параметрів гідравлічної системи 5 запропонованого пристрою; 4. проведено дослідження цифрової системи автоматизованого керування реабілітаційного пристрою; 5. наведено алгоритм функціонування реабілітаційного пристрою; 6. запропоновано 3D-модель спроєктованого реабілітаційного пристрою Пояснювальна записка цієї дипломної роботи складається із вступу, чотирьох частин (розділів), висновків та списку використаних літературних джерел. У першому розділі проведено аналіз сучасного стану в сфері розроблення реабілітаційних пристроїв-тренажерів. Зокрема, показано основні напрямки, в яких відбувається прогрес медичної мехатроніки, проведено огляд вже існуючих електромеханічних реабілітаційних засобів, засобів протезування та ортезів і на основі проведеного огляду сформульовано мету та завдання магістерської випускної кваліфікаційної роботи. У другому розділі проведено аналіз, розрахунок та підбір електромеханічних складових проєктованого пристрою. Зокрема, проаналізовано будову кистьового суглоба і на основі проведеного аналізу здійснено опис кінематики та динаміки пропонованого засобу реабілітації. Ці описи надали можливість окреслити конструкцію проєктованого засобу реабілітації, для комплектування якої також здійснено розрахунки та вибір гідравлічного циліндра, електроклапанів, електродвигуна та гідравлічної помпи. В третьому розділі наведено функціональну схему системи керування проєктованого пристрою, структурну схему керування, проведено розрахунок передавальних функцій складових засобу реабілітації. Проведено моделювання запропонованої системи автоматичного керування із використанням математичного процесора Matlab та його складового додатку — Simulink. Зокрема, запропонована система перевірена на стійкість. Також проведено підбір складових системи автоматичного керування — мікроконтролера, драйверної мікросхеми, гідропомпи, енкодера, давача положення, тензодатчиків, інструментального підсилювача. Представлено принципову схему системи автоматичного керування. У четвертому розділі подано економічні розрахунки. Ключові слова: Реабілітація, кистьовий суглоб, тренажер Список літературних джерел 1. Handbook of Physical Medicine and Rehabilitation. Сполучені Штати Америки: Springer Publishing Company, 2021. 2. Pagliarulo, Michael A.. Introduction to Physical Therapy - E-Book. Сполучені Штати Америки: Elsevier Health Sciences, (n.d.). 3. Vyas, J Neeta., Sheth, S Megha., Sharma, S Srishti., Rangey, B Priyasingh. Principles and Practice of Physical Rehabilitation. Індія: Jaypee Brothers Medical Publishers Pvt. Limited, 2020. 4. Miido, Ms. Helis. The Integrated Medical Library. Сполучені Штати Америки: CRC Press, 2020. 5. Joseph D. Bronzino, Donald R. Peterson. The Biomedical Engineering Handbook. Four Volume Set. CRC Press. 2015. 5430 p. 6. Chiasson, John. An Introduction to System Modeling and Control. Велика Британія: Wiley, 2022.