مدل تحلیلی مسیر حرکت بندهای انگشتان دست حین توانبخشی و طراحی کنترلر مود لغزشی براساس این مدل

مدل‌سازی حرکت قسمت‌های مختلف بدن در سال‌های اخیر بسیار مورد مطالعه قرار گرفته است. الگوبرداری از حرکات بدن مانند انگشتان دست، راهنمای مناسبی برای طراحی ربات‌های مختلف است. همچنین ناتوانی‌های حرکتی، یکی از بیمارهای رایج است که تاثیر زیادی در کاهش کیفیت زندگی بیماران دارد. برای درمان پارگی تاندون انگشتان دست، توانبخشی بند به بند انگشتان لازم است که این توانبخشی نیاز به تمرین مستمر و جداگانه هربند دارد. برای رسیدن به این هدف و کنترل حرکت بندها، مدل ریاضی مسیر مطلوب بندها نیاز است. در این مقاله یک مدل ربات توانبخشی جدید پوشیدنی ارائه شده که به کمک آن و یک سنسور زاویه سنج زاویه حرکت هر بند اندازه‌گیری می‌شود و به کمک برازش منحنی، مدل ریاضی حرکت بندها به دست می‌آید. مدل به دست آمده نه‌تنها در ربات‌های توانبخشی بلکه در سایر کارهای رباتیکی نیز قابل استفاده است. در بسیاری از کارهای مرتبط در این زمینه تنها نمودار مسیر مطلوب کشیده و نحوه دنبال‌کردن مسیر بررسی می‌شد، بنابراین برای بقیه کارها یافتن معادله مسیر مطلوب دوباره باید انجام می‌شد. اما در این کار فرمول مربوطه یافت شده است و این موضوع می‌تواند کمکی به کارهای آتی باشد تا به راحتی از این فرمول‌ها برای کار خود استفاده کنند. برای اطمینان از صحت و کارآیی مسیر به دست آمده پیاده‌سازی آن در یک سیستم کنترلی انجام شد. برای کنترل این سیستم با توجه به حرکات مطلوب، کنترلر مود لغزشی مناسبی طراحی شد و نتایج کنترل سیستم و دنبال‌کردن مسیر با این کنترلر به دست آمد.

Analytical Model of Hand Phalanges Desired Trajectory for Rehabilitation and Design a Sliding Mode Controller Based on This Model

Modeling the movement of different parts of the body has been studied a lot in recent years. Body movement models such as fingers movements are good guides for designing different robots. Also, motion disability is one of the common diseases that have a great impact on patients' life quality. To treat the rupture of finger tendon, individual rehearsal rehabilitation exercises for each phalanx is required. In order to achieve this aim and take control of each phalanx movement, the mathematical model of the desired trajectory for each joint is necessary. The angle of each joint is measured with the help of a gyro sensor installed on a novel wearable rehabilitation robot proposed in this paper. The mathematical models of the phalanges motions are obtained by curve fitting. The model is applicable not only in the rehabilitation robots but also in the other robotic works. In most of the works in this area, the desired trajectory diagram was drawn and tracking of the trajectory was investigated. Thus, the desired trajectory formula should be fined for the other works. But in this work, the corresponding formula was found and it can help other researchers to easily use of these formulas for their work. To ensure the accuracy and efficiency of the calculated trajectories, the trajectories are implemented in a control system. In order to control this system, a suitable sliding mode controller was designed and the results of system controlling and trajectory tracking using this controller was obtained.