Ρομποτικός νάρθηκας με πνευματικούς επενεργητές για την αποκατάσταση ή ενδυνάμωση της κινηματικής των δαχτύλων

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία έχει να κάνει με τον σχεδιασμό και την κατασκευή ενός ρομποτικού νάρθηκα που χρησιμοποιεί πνευματικούς επενεργητές για την κίνησή του καθώς και την ανάπτυξη μιας εφαρμογής για τον έλεγχό του από ηλεκτρονικό υπολογιστή. Ως σκοπό έχει να βοηθήσει στην αποκατάσταση της κινηματικής των δαχτύλων, ασθενών που έχουν περάσει κάποιο τραυματισμό στο χέρι ή πάσχουν από κάποια ασθένεια που τους περιορίζει την κίνηση. Αρχικά γίνεται μια περιγραφή του τομέα της ρομποτικής στον οποίο έχουμε δουλέψει, ο οποίος λέγεται Soft Robotics, και ο λόγος που έχει επιλεγεί αυτός. Μέσα στην περιγραφή αυτή αναφέρονται κάποια ήδη υπάρχοντα προϊόντα, η λειτουργία τους και κάποιες εφαρμογές που μπορούν να έχουν αυτά. Στην συνέχεια περιγράφεται εκτενώς η κατασκευή και σύνδεση ολόκληρης της διάταξης που χρειάζεται για την λειτουργία του νάρθηκα. Το ολοκληρωμένο σύστημα από το οποίο αποτελείται ο νάρθηκας είναι: Α) Εφαρμογή σε ηλεκτρονικό υπολογιστή (PneumaticGlove) B) Μικροελεγκτής (Arduino Uno) Γ) Πνευματική διάταξη Δ) Ηλεκτρολογική διάταξη Ε) Πνευματικός νάρθηκας. Τέλος φαίνονται τα αποτελέσματα της κατασκευής και αναφέρεται η μελλοντική έρευνα που θα μπορούσε να γίνει πάνω στο συγκεκριμένο κομμάτι.

This thesis is about the design and construction of a robotic prosthesis (splint) using pneumatic actuators for its movement, and the development of an application for its control on a desktop computer. It is designed to help restore kinematics of fingers on patients who have passed a hand injury or are suffering from an illness which limits their movement. At first there is a description of the robotics field on which we worked, which is called Soft Robotics, and the reason we choose to use it. In the description we mention some existing products, how they function and some possible applications they may have. Next we describe in detail the construction and the connection of the whole system required for operating the splint. The integrated system from which the splint is composed: A) Pc Application (PneumaticGlove) B) Microcontroller (Arduino Uno) C) Pneumatic device D) Electrical device E) The pneumatic splint. Finally we show the results of the construction and we indicate the future research that could be done on that particular track.