В работе рассматривается аппарат для реабилитации нижних конечностей человека после травм, который представляет собой трехзвенный механизм с тремя активными шарнирами. Обозначена актуальность исследования и проектирования такого рода устройств. Приведены расчетная схема и математическая модель трехзвенного механизма, позволяющая исследовать управляемое движение устройства численным методом. Исследованы два различных режима работы, в которых устройство может с разной эффективностью воздействовать на суставы и мышцы человека, тем самым расширяются его функциональные возможности. В результате численного моделирования для каждого из предложенных режимов работы выявлены закономерности изменения углов, угловых скоростей и угловых ускорений от характера подаваемых управляющих моментов. Разработанная модель может служить основой для создания методов проектирования и выработки оптимального алгоритма управления реабилитационными устройствами.
This paper considers the apparatus for the rehabilitation of the lower extremities of a person after injuries. It consists of three elements interconnected electric drives. The paper presents the relevance of the research and design of such devices. The scheme and mathematical model of the mechanismare calculated. The mathematical model allows to investigate the controlled motion of the device by the numerical method. Studied two different modes of the device. Thedevice can more effectively influence the joints and muscles of the human. In the result of the numerical simulation for each of the suggested modes of operation revealed regularities of changes of angles, angular velocities and angular accelerations from the control moments. The developed model can serve as a basis for the development of methods for design and develop optimal control algorithm rehabilitation devices.
1. Алюшин Ю.А., Рачек В.М., Вержанский П.М. Кинематический и динамический анализ типовых трехзвенных манипуляторов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2009. – С. 474-488.
2. Довгань В.И., Темкин И.Б. Механотерапия. – Медицина, 1981. – С. 128.
3. Котельников Г.П., Мирошниченко В.Ф. Закрытые травмы конечностей. - ГЭОТАР-Медиа, 2009. – С. 496.
4. Кулагин Е.В., Лутманов С.В., Петухов И.С. Математическое моделирование управления движением плоского двухзвенного манипулятора // Проблемы механики и управления: нелинейные динамические системы. – 2005. – С. 21–34.
5. Пашаева И.Г., Свиягина Е.В. Особенности реабилитации спортсменов после травм опорно-двигательного аппарата // Труды Дальневосточного государственного технического университета . – 2004. – С. 124–126.
6. Рукавицын А.Н., Яковлев И.А. Механотерапевтическое реабилитационное устройство для нижних конечностей человека // Современные наукоемкие технологии . – 2013. – С. 108–110.
7. Рябчиков И.В., Панков И.О., Рябчикова Е.Н. Пассивная механотерапия в реабилитации пациентов с повреждениями крупных суставов нижних конечностей // Бюллетень Восточно-сибирского научного центра СО РАМН. – 2011. – C. 94.
8. Смоленский А.В., Зимина Е.В. Роботизированные технологии в физической реабилитации спортсменов с последствиями позвоночно-спинномозговых травм // Вестник новых медицинских технологий . – 2012. – С. 99–101.
9. Яцун С.Ф., Тарасова Е.С. Механотерапевтическое устройство для реабилитации локтевого сустава // Известия ЮЗГУ. Серия Техника и технологии. – 2012. - № 1. – C. 42–47.
10. Яцун С.Ф., Тарасова Е.С. Особенности системы управления механотерапевтического устройства для реабилитации локтевого сустава // Известия ЮЗГУ. – 2012. - № 2, ч. 1. – C. 172–179.