Design and Development of a 7 Degre

Design and Development of a 7 Degree-of-Freedom
Powered Exoskeleton for the Upper Limb. An exoskeleton is an external structural mechanism with joints and links corresponding to those of the human body. With applications in rehabilitation medicine and virtual reality simulation, exoskeletons offer benefits for both disabled and healthy populations. A pilot database defining the kinematics and dynamics of the upper limb during daily living activities was among several factors guiding the development of an anthropomorphic, seven degree-of-freedom (DOF), powered arm exoskeleton. Additional design inputs include anatomical and physiological considerations, workspace analyses, and upper limb joint ranges of motion. Utilizing a seven DOF model of the human arm to calculate joint torques from measured arm kinematics, a pilot database defining typical ranges of motion and torque was compiled from 19 arm activities of daily living. A second ADL study including 6 subjects (N=6) and 24 daily actions confirmed prior result of the pilot study toward the definition of design requirements. Proximal placement of motors and distal placement of cable-pulley reductions were incorporated into the design, leading to low inertia, high-stiffness links, and back-drivable transmissions with zero backlash. The design enables full glen humeral, elbow, and wrist joint functionality. Potential applications of the exoskeleton as a wearable robot include: (1) a therapeutic and diagnostics device for physiotherapy, (2) an assistive (orthotic) device for human power amplifications, (3) a haptic device in virtual reality simulation, and (4) a master device for teleoperation. Termed the CADEN-7 (Cable-Actuated Dexterous Exoskeleton for Neuro-rehabilitation), the exoskeleton arm offers remarkable opportunities as a versatile human-machine-interface and as a new generation of assistive technology.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ออกแบบและพัฒนาของการ 7 ระดับของเสรีภาพโครงกระดูกภายนอกขับเคลื่อนสำหรับรยางค์บน มีโครงกระดูกภายนอกเป็นกลไกโครงสร้างภายนอก มีรอยต่อและการเชื่อมโยงที่สอดคล้องกับร่างกายมนุษย์ได้ กับแพทย์เวชศาสตร์ฟื้นฟูและการจำลองเสมือนจริง exoskeletons มีประโยชน์สำหรับคนพิการ และสุขภาพประชากร ฐานข้อมูลนำร่องที่กำหนด kinematics และ dynamics ของรยางค์บนในกิจกรรมชีวิตประจำวันในหลายปัจจัยแนวทางการพัฒนาเป็น anthropomorphic เจ็ดองศาของอิสระภาพ (กรม), ขับเคลื่อนแขนโครงกระดูกภายนอกได้ อินพุตออกแบบเพิ่มเติมรวมถึงพิจารณาเรื่องกายวิภาค และสรีรวิทยา วิเคราะห์พื้นที่ และรยางค์บนช่วงร่วมของการเคลื่อนไหว ใช้แบบกรมเจ็ดของแขนมนุษย์คำนวณ torques ร่วมจากแขนวัด kinematics คอมไพล์ฐานข้อมูลนำร่องที่กำหนดช่วงปกติของการเคลื่อนไหวและแรงบิดจากแขน 19 กิจกรรมของชีวิตประจำวัน การศึกษา ADL ที่สองรวมทั้งหัวข้อที่ 6 (N = 6) และการดำเนินการทุกวัน 24 ยืนยันผลการศึกษานำร่องไปยังข้อกำหนดของความต้องการออกแบบก่อน Proximal ตำแหน่งของมอเตอร์และการจัดวางสายรอกลดกระดูกถูกรวมในการออกแบบ นำแรงเฉื่อยต่ำ เชื่อมโยงความแข็งสูง และส่งกลับ drivable กับศูนย์แบคแลช การออกแบบให้เกล็น humeral เต็ม ข้อศอก ข้อมือร่วมฟังก์ชัน และ โปรแกรมประยุกต์อาจเกิดขึ้นของโครงกระดูกภายนอกเป็นหุ่นยนต์ wearable รวม: (1) รักษาและวินิจฉัยอุปกรณ์กายภาพ มนุษย์ไฟฟ้า amplifications อุปกรณ์ (orthotic) (2) การช่วยเหลือ, (3) อุปกรณ์ haptic ในการจำลองความเป็นจริงเสมือน และ (4) อุปกรณ์หลักสำหรับ teleoperation เรียกว่า CADEN-7 (Cable-Actuated Dexterous โครงกระดูกภายนอกสำหรับฟื้นฟูสมรรถภาพสมอง), แขนโครงกระดูกภายนอกมีโอกาสที่โดดเด่นหลากหลายบุคคลเครื่องอินเทอร์เฟส และ เป็นรุ่นใหม่ของเทคโนโลยี

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การออกแบบและพัฒนา 7
ปริญญาของเสรีภาพขับเคลื่อนExoskeleton สำหรับกิ่งตอนบน รพเป็นกลไกโครงสร้างภายนอกที่มีข้อต่อและเชื่อมโยงไปยังผู้ที่เกี่ยวข้องของร่างกายมนุษย์ กับการประยุกต์ใช้ในการแพทย์การฟื้นฟูและการจำลองเสมือนจริงเปลือกมีประโยชน์สำหรับทั้งประชากรที่พิการและมีสุขภาพดี ฐานข้อมูลการกำหนดนักบินกลศาสตร์การเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงของแขนในระหว่างกิจกรรมในชีวิตประจำวันที่อยู่อาศัยเป็นหนึ่งในปัจจัยหลายประการแนวทางการพัฒนาของมนุษย์เจ็ดองศาของเสรีภาพ (อานนท์) แขนรพขับเคลื่อน ปัจจัยการผลิตการออกแบบเพิ่มเติม ได้แก่ กายวิภาคสรีรวิทยาและการพิจารณาการวิเคราะห์พื้นที่ทำงานและแขนช่วงของการเคลื่อนไหวร่วมกัน ใช้รูปแบบเจ็ดอานนท์แขนของมนุษย์ในการคำนวณแรงบิดร่วมกันจากวัดกลศาสตร์การเคลื่อนไหวแขนฐานข้อมูลนำร่องกำหนดช่วงปกติของการเคลื่อนไหวและแรงบิดได้รับการรวบรวมจาก 19 กิจกรรมแขนข้างหนึ่งของชีวิตประจำวัน การศึกษา ADL สองรวม 6 วิชา (ยังไม่มี = 6) และ 24 การกระทำในชีวิตประจำวันได้รับการยืนยันผลก่อนการศึกษานำร่องไปสู่ความหมายของความต้องการการออกแบบ ตำแหน่งใกล้เคียงของมอเตอร์และตำแหน่งของการลดปลายสายลูกรอกถูกรวมเข้าไปในการออกแบบที่นำไปสู่แรงเฉื่อยต่ำเชื่อมโยงสูงตึงและการส่งกลับสารกับศูนย์ฟันเฟือง การออกแบบที่ช่วยให้เต็มหุบเขา humeral, ข้อศอกและข้อมือการทำงานร่วมกัน การใช้งานที่มีศักยภาพของรพเป็นหุ่นยนต์เครื่องแต่งตัวรวมถึง: (1) อุปกรณ์การรักษาและการวินิจฉัยสำหรับกายภาพบำบัด (2) อำนวยความสะดวก (กายอุปกรณ์เสริม) อุปกรณ์สำหรับเครื่องขยายเสียงของมนุษย์ (3) อุปกรณ์สัมผัสในการจำลองเสมือนจริงและ (4 ) เป็นอุปกรณ์หลักสำหรับ teleoperation เรียกว่า Caden-7 (สายเคเบิล-Actuated กระฉับกระเฉง Exoskeleton สำหรับการฟื้นฟูประสาท) แขนรพมีโอกาสที่โดดเด่นเป็นที่หลากหลายของมนุษย์เครื่องอินเตอร์เฟซและเป็นรุ่นใหม่ของเทคโนโลยีอำนวยความสะดวก

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การออกแบบและการพัฒนา 7 องศาของเสรีภาพ
ขับเคลื่อนโครงสร้างสำหรับรยางค์ส่วนบน มีโครงสร้างเป็นโครงสร้างภายนอกและการเชื่อมโยงกับกลไกที่ข้อต่อของร่างกายมนุษย์ กับการประยุกต์ใช้ในเวชศาสตร์ฟื้นฟูและการจำลองเสมือนจริง exoskeletons , เสนอผลประโยชน์สำหรับประชากรทั้งพิการ และมีสุขภาพดีนักบินฐานข้อมูลกำหนดจลศาสตร์และพลศาสตร์ของรยางค์ล่างในระหว่างกิจกรรมการดำรงชีวิตประจำวันของหลายปัจจัยชี้นำการพัฒนามนุษย์ เจ็ดองศาเสรี ( DOF ) ขับเคลื่อนแขนเปลือก . ปัจจัยการออกแบบเพิ่มเติมรวมถึงกายวิภาคและสรีรวิทยาการพิจารณา , วิเคราะห์งาน และแขนข้อต่อช่วงของการเคลื่อนไหวใช้ 7 DOF รุ่นของแขนมนุษย์ คำนวณจากการวัดแรงบิดข้อต่อแขนของนักบินฐานข้อมูลกำหนดช่วงปกติของการเคลื่อนไหวและแรงบิดที่ถูกรวบรวมจาก 19 แขนกิจกรรมของชีวิตประจำวัน ครั้งที่สองระหว่างการศึกษารวมทั้ง 6 คน ( n = 6 ) และยืนยันผลก่อนการกระทำทุกวันที่ 24 ของการศึกษานำร่องเกี่ยวกับนิยามของความต้องการของการออกแบบตำแหน่งการทำงานของมอเตอร์ และตำแหน่งส่วนปลายของรอกสายเคเบิลซึ่งถูกรวมเข้าไปในการออกแบบ ทำให้ความเฉื่อยต่ำ การเชื่อมโยงความแข็งสูง และยังขับกลับมาส่งกับศูนย์ backlash . การออกแบบช่วยให้เต็มหุบเขาตัดโลหะแผ่น , ข้อศอกและข้อมือร่วมทํางาน ศักยภาพของโครงสร้างเป็นหุ่นยนต์สวมใส่ได้ ได้แก่( 1 ) การรักษาและการวินิจฉัยอุปกรณ์กายภาพบำบัด ( 2 ) มีสิ่งอำนวยความสะดวก ( orthotic ) อุปกรณ์สำหรับ amplifications พลังของมนุษย์ ( 3 ) อุปกรณ์แฮบในการจำลองเสมือนจริง และ ( 4 ) เป็นอุปกรณ์หลักสำหรับระยะไกล . ที่เรียกว่า caden-7 ( สายเคเบิลกระตุ้นโครงสร้างกระฉับกระเฉงเพื่อฟื้นฟูประสาท )มีรูปร่างเหมือนแขนเสนอโอกาสที่โดดเด่นเป็นเครื่องเอนกประสงค์ของอินเตอร์เฟซและเป็นรุ่นใหม่ของเทคโนโลยี .