Оцінювання рівня небажаних навантажень під час роботи пневмотренажера RRG-100 за допомогою MATLAB

Abstract

Робота присвячена розв'язанню актуальної проблеми відновлення дрібної моторики рук після органічних уражень центральної нервової системи або порушень опорно-рухового апарату за допомогою м'яких реабілітаційних роботизованих тренажерів (на прикладі рукавички RRG-100). Авторами досліджено проблему виникнення небажаних механічних навантажень на суглоби та м'які тканини пацієнта, що з'являються через антропометричну неспіввісність між анатомічними осями пальця та осями кріплення гнучких пневматичних актуаторів. Для оцінювання цих зусиль розроблено математичну модель біомеханічної системи «палець-актуатор». Розрахунок реалізовано шляхом розв'язання прямої задачі кінематики з використанням матричного апарату в середовищі MATLAB, адаптованого до умов пружної деформації. Результати імітаційного моделювання показали, що неспіввісність осей генерує небажані навантаження (до $3,79 \text{ Н}$ на дистальній фаланзі), що може знижувати ефективність реабілітації. Доведено потребу в прецизійній антропометричній адаптації пневмотренажера для забезпечення безпеки та ефективності відновлення рухливості кисті.