طراحی، ساخت و کنترل دستگاه توانبخشی ایزوکینتیک پا با عملگر سرونیوماتیکی

Abstract

در این مقاله طراحی و ساخت نمونه‌ی آزمایشگاهی از دستگاه توانبخشی به‌منظور انجام تمرینات ایزوکینتیک با استفاده از عملگر نیوماتیک ارائه شده است. در انجام تمرین ایزوکینتیک حرکت فعال عضو با سرعت ثابت بایستی تامین گردد. برای تامین این حرکات عملگر مورد استفاده بایستی یک مقاومت تطبیق‌یافته در برابر تلاش بیمار را تامین کند. بنابراین چالش اصلی، طراحی کنترل‌کننده‌ی سرعت برای عملگر در حضور اغتشاش اعمالی توسط بیمار است. این امر با استفاده از عملگرهای الکتریکی در سطوح تجاری تامین شده است. اما در کنار هزینه‌ی بالای این ابزارهای تجاری، نرمی پایین عملگرهای الکتریکی مهمترین مشکل استفاده از آنها در توانبخشی است. استفاده از عملگرهای نیوماتیکی قیمت نهایی را کاهش داده و سیستم را از مزایای عملگرهای نیوماتیک نظیر نرمی بالا و نسبت توان به وزن بالا بهره‌مند می‌سازد. این امر مستلزم فائق آمدن بر مشکل کنترل سرعت عملگر نیوماتیک در حضور چالش‌های مطرح شده برای انجام تمرینات ایزوکینتیک است. در این تحقیق مدلسازی سیستم و طراح کنترل‌کننده‌ی سرعت برای حالت انقباض عضله‌ی پا مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشگاهی امکان استفاده از عملگر سرونیوماتیکی برای تامین حرکات ایزوکینتیک در توانخبشی پا، را به‌خوبی نشان می‌دهد.