The exoskeletal part drives the int

The exoskeletal part drives the internal/external rotation of
the upper arm and the elbow joint, whereas horizontal and
vertical shoulder rotation is actuated by an end-effectorbased
part connecting the upper arm with the wall-mounted
axes 1 and 2.
The robot becomes statically determined only in combination
with the human arm. To prevent the robot from
falling down and to avoid unfavourable shear forces and
torques onto the human shoulder, the weight of the robot is
compensated by a passive counterweight. This is achieved
by a counterweight of 2.5 kg that is connected to the robot
via a cable guided by two pulleys.
This end-effector-type kinematics for the shoulder joint
has been selected as exoskeleton mechanics would make it
difficult to get the robot axes in alignment with the anatomical
axes of the human, and misalignments would
mechanically overstress and potentially harm the shoulder.
2.3 Mechanics and actuation
The vertically oriented linear motion module (axis 1)
drives vertical shoulder rotation (flexion/extension and
abduction/adduction) movements. Horizontal shoulder
rotation (horizontal flexion/extension and horizontal
abduction/adduction) is realized by a backlash-free and
back-drivable harmonic drive module attached to the slide
of the linear motion module (Table 2).
The interconnection module connects the horizontal
shoulder rotation drive with the upper arm rotary module
via two hinge bearings. Elbow flexion/extension is realized
by a harmonic drive rotary module.
Internal/external shoulder rotation is achieved by a
special custom-made upper arm rotary module that is
connected to the upper arm via an orthotic shell. For easy
access to the patient’s arm, the module is made out of two
half-cylinders. An inner half-cylinder (Fig. 2) is guided by
32 ball bearings fixed to the exterior wall. It is actuated by
three steel cables fixed to the two ends of the cylinder and
rolled around the extension of the motor shaft. This guidance
allows transfer of static loads in several DOF while
remaining backlash-free and enabling low friction circular
motion. Custom-made cuffs (Fig. 3) ensure a comfortable
fixation of the patient to the arm rotary module.
2.4 Adaptation to different body sizes
To apply the robot to patients of different sizes, the lengths
of exoskeleton segments need to be adjustable. Table 3 and
Fig. 4 show the ranges of all possible adaptations.
In order to fix the shoulder position of the patient under
the fulcrum at axis 2 (horizontal shoulder rotation), an
individually adjustable belt system was constructed
(Fig. 9). An optional hand support (Fig. 4) can be added to
allow comfortable hand posture.
2.5 Sensors and control hardware
The four exoskeleton actuators are equipped with optical
incremental sensors and redundant potentiometer-based
sensors for position measurements. A six-DOF force-torque
sensor beneath the horizontal arm rotation module
measures forces and torques of the shoulder joint (axis 1–
3). The elbow torque is measured by a separate torque
sensor (Fig. 1).
The controller runs on a Matlab/Simulink XPC target
(The Mathworks, Inc., USA) computer with 1 ms loop
time. Four analogue channels provide inputs for the current
amplifiers (Maxon 4-Q-DC Servoamplifier ADS 50/5;
Maxon Motor AG, Switzerland). The four-encoder signals,
the analogue signals from the redundant potentiometer-

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ส่วน exoskeletal ขับหมุนภายใน/ภายนอกของแขนและข้อศอกร่วม ในขณะที่แนวนอน และแนวไหล่หมุนเป็นแรง โดยการสิ้นสุด-effectorbasedส่วนการเชื่อมต่อแขนกับที่ผนังแกนที่ 1 และ 2หุ่นยนต์กลายเป็นคอนกำหนดในชุดเท่านั้นมีแขนมนุษย์ เพื่อป้องกันไม่ให้หุ่นยนต์จากล้มลง และหลีกเลี่ยงไม่น่าแรงเฉือน และคือน้ำหนักของหุ่นยนต์ torques บนไหล่มนุษย์ชดเชย โดยถ่วงแฝง นี่คือความสำเร็จโดยถ่วง 2.5 กก. ที่เชื่อมต่อกับหุ่นยนต์ผ่านสายเคเบิลที่นำ โดยสองรอกนี้ kinematics ชนิดสิ้นสุด-effector สำหรับข้อต่อไหล่มีการเลือกเป็นกลศาสตร์โครงกระดูกภายนอกจะทำให้มันยากแกนหุ่นยนต์ในแนวการวิภาคแกนของมนุษย์ และ misalignments จะกลไก overstress และอันตรายต่อไหล่2.3 เครื่องยนต์และ actuationโมแนวเคลื่อนที่เชิงเส้น (แกน 1)ไดรฟ์หมุนแนวไหล่ (ส่วนขยายของงอ และลักพา ตัว/adduction) เคลื่อนไหว แนวไหล่หมุน (งอลเพื่อการเพิ่มขยายแนวนอนและแนวนอนลักพา ตัว/adduction) ถูกรับรู้ โดยปราศจากฟันเฟือง และโมดูลไดรฟ์ฮาร์มอนิ drivable หลังกับภาพนิ่งของโมดูลการเคลื่อนที่เชิงเส้น (ตาราง 2)โมดูลการเชื่อมต่อโครงข่ายเชื่อมต่อแนวนอนไดรฟ์หมุนไหล่กับโมดูแขนหมุนผ่านตลับลูกปืนบานพับสอง รู้นามสกุล/งอข้อศอกโดยโมดูลโรตารี่ค่าไดรฟ์หมุนไหล่ภายใน/ภายนอกจะทำได้โดยการโมดูหมุนแขนสามารถสั่งทำพิเศษที่เชื่อมต่อกับแขนผ่านเป็นเชลล์เพื่อ สำหรับง่ายถึงแขนของผู้ป่วย โมดูลทำจากสองครึ่งถัง การภายในครึ่งลูกสูบ (รูป 2) ตามลูกปืน 32 ติดผนังภายนอก มันเป็นแรงโดยสามเหล็กสายยึดปลายทั้งสองข้างของทรงกระบอก และรีดรอบส่วนขยายของเพลามอเตอร์ คำแนะนำนี้ช่วยให้ถ่ายโอนโหลดคงที่ในกรมหลายขณะเหลือฟันเฟือง และการเสียดทานแบบวงกลมเคลื่อนไหว ผ้าพันแขนทำเอง (3 รูป) ให้ความสบายขนาดของการโมหมุนแขน2.4 การปรับตัวขนาดร่างกายแตกต่างกันการใช้หุ่นยนต์กับผู้ป่วยที่ขนาดแตกต่างกัน ความยาวของโครงกระดูกภายนอก ส่วนจำเป็นต้องปรับ ตารางที่ 3 และรูป 4 แสดงช่วงของดัดแปลงได้ทั้งหมดเพื่อแก้ไขตำแหน่งไหล่ของผู้ป่วยภายใต้จุดหมุนที่แกน 2 (แนวไหล่หมุน), การสร้างระบบสายพานได้(9 รูป) สามารถเพิ่มการสนับสนุนเสริมมือ (4 รูป)ให้ท่าสบายมือ2.5 เซนเซอร์และควบคุมฮาร์ดแวร์Actuators โครงกระดูกภายนอกสี่พร้อมออปติคอลเพิ่มเซนเซอร์ และซ้ำซ้อนตามมิเตอร์เซนเซอร์วัดตำแหน่ง หกกรมแรงบิดเซนเซอร์ใต้โมหมุนแขนแนวนอนมาตรการบังคับและ torques ของข้อต่อไหล่ (แกน 1 –3) การวัดแรงบิดข้อศอก โดยแรงบิดต่างหากเซ็นเซอร์ (1 รูป)ควบคุมการทำงานในเป้าหมาย XPC Matlab/Simulink(Mathworks, Inc., USA) คอมพิวเตอร์ที่ มี ms 1 ห่วงครั้ง ช่องทางอนาล็อกที่สี่ให้อินพุตสำหรับปัจจุบันแอมพลิฟายเออร์ (Maxon 4-Q-DC Servoamplifier โฆษณา 50/5Maxon มอเตอร์ AG สวิตเซอร์แลนด์) สัญญาณเข้ารหัส 4สัญญาณอะนาล็อกจากมิเตอร์ - ซ้ำซ้อน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ส่วน exoskeletal ไดรฟ์การหมุนภายใน / ภายนอกของ
ต้นแขนและข้อศอกในขณะที่แนวนอนและ
หมุนไหล่แนวตั้งจะทำงานโดย end-effectorbased
ส่วนเชื่อมต่อแขนกับผนังที่ติด
แกน 1 และ 2
หุ่นยนต์จะกลายเป็นแบบคงที่ กำหนดเท่านั้นในการรวมกัน
กับแขนของมนุษย์ เพื่อป้องกันไม่ให้หุ่นยนต์จาก
การล้มลงและเพื่อหลีกเลี่ยงแรงเฉือนที่ไม่เอื้ออำนวยและ
แรงบิดลงบนไหล่ของมนุษย์น้ำหนักของหุ่นยนต์จะถูก
ชดเชยโดยการถ่วงเรื่อย ๆ นี่คือความสำเร็จ
โดยการถ่วง 2.5 กก. ที่เชื่อมต่อกับหุ่นยนต์
ผ่านทางสายเคเบิลไกด์สองรอก.
นี้จลนศาสตร์สิ้น effector ชนิดสำหรับข้อไหล่
ได้รับเลือกเป็นกลศาสตร์รพจะทำให้มันเป็น
เรื่องยากที่จะได้รับแกนหุ่นยนต์ใน การจัดตำแหน่งกับกายวิภาค
แกนของมนุษย์และ misalignments จะ
กล overstress และอาจเป็นอันตรายต่อไหล่.
2.3 กลศาสตร์และการดำเนินการ
เชิงแนวตั้งโมดูลการเคลื่อนไหวเชิงเส้น (แกน 1)
ไดรฟ์ที่หมุนไหล่แนวตั้ง (งอ / ขยายและ
การลักพาตัว / adduction) การเคลื่อนไหว ไหล่แนวนอน
หมุน (งอนอน / ขยายและแนวนอน
ลักพาตัว / adduction) เป็นตระหนักโดยฟันเฟืองฟรีและ
สำรองสารโมดูลไดรฟ์ฮาร์โมนิแนบมากับสไลด์
ของโมดูลการเคลื่อนไหวเชิงเส้น (ตารางที่ 2).
โมดูลเชื่อมต่อโครงข่ายเชื่อมต่อแนวนอน
หมุนไหล่ ขับรถกับโมดูลแบบหมุนแขน
ผ่านสองแบริ่งบานพับ ข้อศอกงอ / ขยายตระหนัก
โดยโมดูลแบบหมุนไดรฟ์ฮาร์โมนิ.
หมุนไหล่ภายใน / ภายนอกจะทำได้โดย
โมดูลที่กำหนดเองทำพิเศษแขนโรตารีที่มีการ
เชื่อมต่อกับแขนผ่านเปลือกกายอุปกรณ์เสริม เพื่อความสะดวกใน
การเข้าถึงแขนของผู้ป่วยโมดูลจะทำออกมาจากสอง
ครึ่งถัง ภายในครึ่งถัง (รูปที่. 2) เป็นแนวทางโดย
32 ลูกปืนจับจ้องไปที่ผนังด้านนอก มันเป็นที่ทำงานโดย
สามสายเหล็กจับจ้องไปที่ปลายทั้งสองข้างของถังและ
กลิ้งไปรอบ ๆ ส่วนขยายของเพลามอเตอร์ คำแนะนำนี้
จะช่วยให้การถ่ายโอนการโหลดแบบคงที่ในหลายอานนท์ในขณะที่
เหลืออีกฟันเฟืองฟรีและเปิดใช้งานแรงเสียดทานต่ำวงกลม
เคลื่อนไหว เสื้อทำเอง (รูปที่. 3) ให้แน่ใจว่ามีความสะดวกสบายใน
การตรึงของผู้ป่วยไปยังโมดูลแบบหมุนแขน.
2.4 การปรับตัวให้มีขนาดร่างกายที่แตกต่างกัน
เพื่อนำไปใช้หุ่นยนต์ให้กับผู้ป่วยที่มีขนาดแตกต่างกันความยาว
ของกลุ่มรพจะต้องมีการปรับ ตารางที่ 3 และ
รูป 4 แสดงช่วงของการปรับตัวเป็นไปได้ทั้งหมด.
เพื่อแก้ไขตำแหน่งไหล่ของผู้ป่วยภายใต้
ศูนย์กลางที่แกน 2 (หมุนไหล่แนวนอน) ซึ่งเป็น
ระบบสายพานปรับเป็นรายบุคคลที่สร้างขึ้น
(รูป. 9) สนับสนุนมือตัวเลือก (รูปที่. 4) สามารถเพิ่มเพื่อ
ช่วยให้ท่าสบายมือ.
2.5 เซนเซอร์และฮาร์ดแวร์ควบคุม
สี่ตัวกระตุ้นรพมีการติดตั้งแสง
เซ็นเซอร์ที่เพิ่มขึ้นและมิเตอร์ตามซ้ำซ้อน
เซ็นเซอร์สำหรับการตรวจวัดตำแหน่ง หกอานนท์แรงบิด
เซ็นเซอร์ใต้แนวนอนแขนโมดูลหมุน
กองกำลังมาตรการและแรงบิดของข้อไหล่ (แกน 1-
3) แรงบิดข้อศอกวัดจากแรงบิดแยกต่างหาก
เซ็นเซอร์ (รูปที่ 1)..
ควบคุมการทำงานบนเป้าหมาย Matlab / Simulink XPC
(ใน Mathworks, Inc, USA) เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีห่วง 1 มิลลิวินาที
เวลา สี่ช่องอนาล็อกให้ปัจจัยที่ใช้สำหรับในปัจจุบัน
แอมป์ (Maxon 4-Q-DC Servoamplifier ADS 50/5;
Maxon มอเตอร์แบงก์วิตเซอร์แลนด์) สัญญาณสี่เข้ารหัส
สัญญาณอะนาล็อกจาก potentiometer- ซ้ำซ้อน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ส่วน exoskeletal ไดรฟ์ภายใน / ภายนอกหมุนของต้นแขนและข้อศอก ส่วนในแนวนอนและทำการหมุนไหล่แนวตั้งโดยสิ้น effectorbasedติดตั้งส่วนเชื่อมต่อแขนกับผนังแกน 1 และ 2หุ่นยนต์จะกลายเป็นผลการกำหนดเท่านั้นกับแขนของมนุษย์ เพื่อป้องกันไม่ให้หุ่นยนต์จากล้มลงและเพื่อหลีกเลี่ยงการปรับแรงเฉือนและแรงบิดลงบนไหล่ของมนุษย์ , น้ำหนักของหุ่นยนต์คือการชดเชยโดยถ่วงๆ นี้คือโดยถ่วง 2.5 กิโลกรัม ที่เชื่อมต่อกับหุ่นยนต์ผ่านทางสายเคเบิลนำโดยสองรอกนี้สิ้นสุดประเภทของข้อไหล่ ( สำหรับได้รับเลือกเป็นกลศาสตร์โครงสร้างจะทำให้มันยากที่จะได้รับหุ่นยนต์แกนในแนวกับที่แกนของมนุษย์และ misalignments จะการ Overstress และอาจเป็นอันตรายต่อไหล่2.3 กลศาสตร์และสั่งการโดยมุ่งเน้นการเคลื่อนไหวเชิงเส้นในแนวตั้ง ( แกน 1 ) โมดูลไดรฟ์ในแนวตั้ง หมุนไหล่ ( ข้อส่งเสริมและกาง / หุบ ) การเคลื่อนไหว กระเป๋าสะพายแนวนอนการหมุน ( การงอ / แนวนอนและแนวนอนกาง / หุบ ) เป็นตระหนักโดยฟันเฟืองฟรีกลับไปยังขับฮาร์ไดร์ฟ โมดูลแนบกับสไลด์ของโมดูลการเคลื่อนไหวเชิงเส้น ( ตารางที่ 2 )เชื่อมต่อโมดูลเชื่อมต่อแนวนอนไหล่หมุนไดรฟ์กับต้นแขนแบบโมดูลผ่านสองบานพับแบริ่ง การงอข้อศอก / รู้โดยฮาร์ไดรฟ์แบบโมดูลภายใน / ภายนอกหมุนไหล่ได้ด้วยสั่งตัดพิเศษบนแขนหมุนโมดูลที่เป็นเชื่อมต่อกับต้นแขนผ่านเปลือก orthotic . เพื่อง่ายการเข้าถึงแขนคนไข้ โมดูลที่ทำออกมาจากสองครึ่งถัง . เป็นถังครึ่งด้านใน ( รูปที่ 2 ) เป็นแนวทาง โดย32 ลูกปืนถาวรกับผนังภายนอก มันถูกกระตุ้นโดยเหล็กสามสายคงที่ทั้งสองปลายของกระบอกสูบและกลิ้งไปรอบ ๆส่วนขยายของมอเตอร์ เพลา คำแนะนำนี้ให้โอนโหลดคงที่ในหลาย DOF ในขณะที่ที่เหลือให้แรงเสียดทานต่ำฟันเฟืองฟรีวงกลมการเคลื่อนไหว รับสั่งทําเสื้อ ( รูปที่ 3 ) ให้สบายการตรึงของผู้ป่วยแขนหมุนโมดูล2.4 การปรับขนาดร่างกายแตกต่างกันการใช้หุ่นยนต์ที่มีขนาดแตกต่างกัน , ความยาวส่วนของโครงสร้างที่ต้องปรับ ตารางที่ 3 และรูปที่ 4 แสดงช่วงของการปรับตัวเป็นไปได้ทั้งหมดเพื่อแก้ไขตำแหน่งของผู้ป่วยภายใต้ไหล่ศูนย์กลางที่แกน 2 ( แนวนอนหมุนไหล่ ) เป็นระบบสายพานปรับแต่ละถูกสร้างขึ้น( ภาพที่ 9 ) สนับสนุนมือเลือก ( รูปที่ 4 ) สามารถเพิ่มช่วยให้สบายมือท่าทาง2.5 เซ็นเซอร์และการควบคุมอุปกรณ์4 โครงสร้างแปลกแยกพร้อมกับแสงเพิ่มเซ็นเซอร์ และซ้ำซ้อนจากโพเทนซิโอมิเตอร์เซนเซอร์วัดตำแหน่ง 6 DOF แรงบิดโมดูลเซ็นเซอร์อยู่ใต้แขนหมุนในแนวนอนมาตรการที่แรงและแรงบิดของข้อไหล่ ( 1 ) แกน3 ) ข้อศอกบิดเป็นเครื่องวัดแรงบิด แยกเซ็นเซอร์ ( รูปที่ 1 )ตัวควบคุมวิ่งบนโปรแกรม MATLAB / Simulink เป้าหมาย xpc( แมธเวิร์คส์ , อิงค์ , USA ) คอมพิวเตอร์กับ MS 1 ลูปเวลา สี่ช่องทางอนาล็อกให้ปัจจัยการผลิตสำหรับปัจจุบันเครื่องขยายเสียง ( MAXON 4-q-dc servoamplifier โฆษณา 50 / 5 ;MAXON มอเตอร์ AG , สวิตเซอร์แลนด์ ) 4 เข้ารหัสสัญญาณอนาล็อกสัญญาณจาก Potentiometer ) -