7
MIROSŁAW PAJOR, PAWEŁ HERBIN 40 EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z WYKORZYSTANIEM RZECZYWISTYCH PARAMETRÓW RUCHU Mirosław Pajor 1a , Paweł Herbin 1b, 1 Instytut Technologii Mechanicznej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie a [email protected], b [email protected], Streszczenie W nowoczesnych urządzeniach duży nacisk kładziony jest na komunikację pomiędzy operatorem a maszyną. Za- uważalny jest trend rozwoju interfejsów sterowania mających na celu zwiększenie interakcji pomiędzy człowiekiem i maszyną. Zastosowanie urządzeń skanujących ruchy człowieka często nie zapewnia wystarczającej interakcji z maszyną. Z pomocą przychodzą konstrukcje egzoszkieletowe umożliwiające realizacje sterowania z siłowym sprzężeniem zwrotnym. Zastosowanie tego typu sterowania umożliwia "odczucie" dynamiki, obciążenia oraz kolizji pomiędzy sterowanym urządzeniem a jego otoczeniem. Celem prowadzonych prac symulacyjnych było opracowa- nie podstawy matematycznej do budowy rzeczywistego urządzenia oraz układu sterowania Master-Slave. Uzyska- ne wyniki z modeli dynamicznych posłużyły jako dane obciążeń dla modeli obliczanych za pomocą metody ele- mentów skończonych. Słowa kluczowe: dynamika, robot, egzoszkielet, teleoperacja EXOSKELETON OF UPPER LIMB - MODEL USING REAL MOVEMENT PARAMETERS Summary In modern devices great emphasis is placed on communication between an operator and machine. Noticeable is the trend of development control interfaces designed to increase interaction between human and machine. The use of human movements scanning equipment often do not provide sufficient interaction with the machine. Come to the aid of exoskeletons constructions permitting the force-feedback control with feedback. Application of this type of control to make feel of dynamic loads and collisions between the controlled device and it is environment. Objective of the work was to create a simulation basis for the construction of real device and control system Mas- ter-Slave. The obtained results from dynamic models been used, as information load models computed using the finite element method. Keywords: dynamics, robot, exoskeleton, teleoperation 1. WSTĘP Zauważalny jest trend rozwoju interfejsów komunikacyj- nych człowiek-maszyna (HMI) w kierunku zwiększenia nacisku na ergonomię i intuicyjność obsługi urządzeń[1]. Skanowanie ruchu, sterowanie gestem kończyn górnych oraz głosem operatora umożliwia wykorzystanie natural- nych metod komunikacji człowieka. Metody te jednak nie umożliwiają obustronnej interakcji z maszyną[1,2]. Konieczne jest stworzenie interfejsu umożliwiającego przekazanie informacji do użytkownika o ograniczeniach dynamiki lub o zakresie przestrzeni roboczej, w której dane urządzanie może się poruszać. Jednym z rozwiązań może być wykorzystanie kontrolek lub komunikatów wyświetlanych na wyświetlaczu. Jednak rozwiązanie to z uwagi na konieczność koncentracji użytkownika nad wykonywaną czynnością może być nieskuteczne. Skano- wanie ruchu kończyny górnej oraz interakcja w postaci sprzężenia siłowego umożliwia integrację interfejsu ste- rowania z ruchami kończyny górnej. Urządzenie umożli-

EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z … · MIROSŁAW PAJOR, PAWEŁ HERBIN 40 EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z WYKORZYSTANIEM RZECZYWISTYCH PARAMETRÓW RUCHU Mirosław

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z … · MIROSŁAW PAJOR, PAWEŁ HERBIN 40 EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z WYKORZYSTANIEM RZECZYWISTYCH PARAMETRÓW RUCHU Mirosław

MIROSŁAW PAJOR, PAWEŁ HERBIN

40

EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ -

MODEL Z WYKORZYSTANIEM

RZECZYWISTYCH PARAMETRÓW RUCHU

Mirosław Pajor1a, Paweł Herbin1b, �

1Instytut Technologii Mechanicznej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie [email protected], [email protected],

Streszczenie W nowoczesnych urządzeniach duży nacisk kładziony jest na komunikację pomiędzy operatorem a maszyną. Za-uważalny jest trend rozwoju interfejsów sterowania mających na celu zwiększenie interakcji pomiędzy człowiekiem i maszyną. Zastosowanie urządzeń skanujących ruchy człowieka często nie zapewnia wystarczającej interakcji z maszyną. Z pomocą przychodzą konstrukcje egzoszkieletowe umożliwiające realizacje sterowania z siłowym sprzężeniem zwrotnym. Zastosowanie tego typu sterowania umożliwia "odczucie" dynamiki, obciążenia oraz kolizji pomiędzy sterowanym urządzeniem a jego otoczeniem. Celem prowadzonych prac symulacyjnych było opracowa-nie podstawy matematycznej do budowy rzeczywistego urządzenia oraz układu sterowania Master-Slave. Uzyska-ne wyniki z modeli dynamicznych posłużyły jako dane obciążeń dla modeli obliczanych za pomocą metody ele-mentów skończonych.

Słowa kluczowe: dynamika, robot, egzoszkielet, teleoperacja

EXOSKELETON OF UPPER LIMB - MODEL USING REAL

MOVEMENT PARAMETERS

Summary In modern devices great emphasis is placed on communication between an operator and machine. Noticeable is the trend of development control interfaces designed to increase interaction between human and machine. The use of human movements scanning equipment often do not provide sufficient interaction with the machine. Come to the aid of exoskeletons constructions permitting the force-feedback control with feedback. Application of this type of control to make feel of dynamic loads and collisions between the controlled device and it is environment. Objective of the work was to create a simulation basis for the construction of real device and control system Mas-ter-Slave. The obtained results from dynamic models been used, as information load models computed using the finite element method.

Keywords: dynamics, robot, exoskeleton, teleoperation

1.� WSTĘP

Zauważalny jest trend rozwoju interfejsów komunikacyj-nych człowiek-maszyna (HMI) w kierunku zwiększenia nacisku na ergonomię i intuicyjność obsługi urządzeń[1]. Skanowanie ruchu, sterowanie gestem kończyn górnych oraz głosem operatora umożliwia wykorzystanie natural-nych metod komunikacji człowieka. Metody te jednak nie umożliwiają obustronnej interakcji z maszyną[1,2]. Konieczne jest stworzenie interfejsu umożliwiającego przekazanie informacji do użytkownika o ograniczeniach

dynamiki lub o zakresie przestrzeni roboczej, w której dane urządzanie może się poruszać. Jednym z rozwiązań może być wykorzystanie kontrolek lub komunikatów wyświetlanych na wyświetlaczu. Jednak rozwiązanie to z uwagi na konieczność koncentracji użytkownika nad wykonywaną czynnością może być nieskuteczne. Skano-wanie ruchu kończyny górnej oraz interakcja w postaci sprzężenia siłowego umożliwia integrację interfejsu ste-rowania z ruchami kończyny górnej. Urządzenie umożli-

Page 2: EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z … · MIROSŁAW PAJOR, PAWEŁ HERBIN 40 EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z WYKORZYSTANIEM RZECZYWISTYCH PARAMETRÓW RUCHU Mirosław

EGZOSZK

wiające skanwane jest Egzoszkielet dzeniem umo

•� wzm•� wsp•� ster

stymzwro

Prace nad esą prowadzonwych[3,4,5,6,kinematyką, Zaobserwowaingerencji mPraca człowiwania uwzgleprzedstawionczłowiekiem a

Rys. 1. Schem(HRI ang. Hum

Do najbardziczyć:

•� X-ATele

•� Uppof C

•� ALE

Wymienione wykorzystaniwirtualnymi[4kosmicznej z nego.

W ramach prjana jest konw układzie Mwia interakcsterującym wpraca jest wyniopomorskim

KIELET KO

nowanie wraz egzoszkieletemw rozumieniu

ożliwiającym:

mocnienie siły omaganie rehaowanie obiektmi z uwzględotnego.

egzoszkeletamne przez 7]. Powstałe ksposobem n

ane rozwiązanimaszyny z sysieka z maszynedniającego in

no przykładowa egzoszkielete

mat działania uman Robot Inter

iej zawansowa

ARM-2 erobotics & Haper-Limb ExosCalifornia, Los Ex- Wearable

zespoły badaiem egzoszkiel4,5] oraz do tuwzględnieni

rowadzonych pncepcja sterowMaster-Slave. cję urządzeniaw obydwu kierycinkiem projm Uniwersytec

OŃCZYNY G

ze sprzężeniemm (szkieletemu biomechanic

ludzkich mięśabilitacji, tami wirtualnydnieniem siło

mi kończyny gwiele zes

konstrukcje rónapędu oraz ia skupione sąstemem taktyną wymaga zantencje człowi

wy schemat intem.

układu robotyczrface)

anych konstru

EXOSKELETaptics Laboratskeleton EXOAngeles, BionRobotics [5,6]

awcze prowadletów do steroteleoperacji [3iem siłowego s

prac nad egzowania obiektamSterowanie te

a sterowanegorunkach (rys. 2ektu realizowcie Technolog

GÓRNEJ - M

m siłowym nam zewnętrznycznym jest ur

śni,

ymi lub rzeczyowego sprzęże

górnej człowispołów nauóżnią się od siefunkcjonalnoś

ą wokół probleylnym człowiestosowania steieka[5]. Na ryterfejsu pomię

znego egzoszkie

ukcji można z

TON- Etory [7]

O-UL7- Univernics lab [4]

dzą badania owania obiekt3,6] w przestrzsprzężenia zw

oszkieletem rozmi rzeczywistego typu umoo z urządzen2). Prezentowanego w Zach

gicznym w Sz

MODEL Z W

41

azy-ym). rzą-

ywi-enia

ieka uko-ebie ścią. emu eka. ero-s. 1

ędzy

eletu

zali-

ESA

rsity

nad ami zeni

wrot-

zwi-ymi ożli-niem wana hod-cze-

cinie, wania W ramukładuszy arMasterbadań doświakończy

W nintycznycowanytowanaz kinemna skła

Rys. 2.

2.�

Na poczłowietematyz kinezbudow(D-H)[niach kinemaz osiamNa ryswspółrdelowametry

Tab.i

0

1

2

3

4

5

6

7

WYKORZYS

którego celemżurawiem sa

mach projektuu Master (egzortykuł dotyczr (egzoszkielebyło opracow

adczalnych, pyny górnej.

niejszym artyy kinematyki y na podstawa kinematykamatyką ludzkiadać się z moż

Schemat układ

MODEL

EGZOSZ

GÓRNEJ

odstawie budoeka [8] opracoyczny egzoszkematyką końwano na pods[9]. Modelowaswobody. Wszatycznymi obrmi obrotu possunkach 2 i 3rzędnych zwiąanego egzoszkD-H dla modu

1. Parametry Przegub

Baza

Bark

łokieć

nadgarstek

STANIEM R

m jest budowaamochodowym

u budowane sąoszkielet) orazzy modelu met). Celem prwanie modelu podczas który

kule przedstaprostej oraz d

wie następującea egzoszkieletuiej kończyny gżliwie najmnie

du sterowanie M

MATEMA

KIELETU

J

owy anatomiowano odpow

kieletu o kinemńczyny górnejstawie notacjiany obiekt reazystkie pary krotowymi o osszczególnych 3 zaprezentowązanych z kolekieletu. W tabułu ramienia.

D-H dla modu½Û ¦Û gÛ0° ¦´ g´�90° 0 0 �90° 0 0 0° Þ 0 �90° 0 0 �90° 0 ÞD�90° 0 0 �90° ÞE 0

RZECZYWI

a interaktywnm (układ Slaą modele matez Slave (żuraw

matematycznegrzeprowadzoneoraz wykona

ch rejestrowa

awiono modeldynamiki prosego założenia:u winna koresgórnej, jednakejszej liczby pr

Master-Slave

ATYCZNY

U KOŃCZ

icznej kończywiadający jej mmatyce korespj. Opis matei Denavita-Haalizuje ruch wkinematyczne siach pokrywaczęści kończyn

wano położenieejnymi elemenbeli 1 zestawi

ułu ramienia Û ΘÛ ´ 0 à � 90° àD � 90° àE � 90° àF � 90° àá � 90° àS � 90° àâ

ISTYCH...

nego stero-ave rys.2). ematyczne w). Niniej-go układu ego etapu

anie badań ano ruchy

l matema-stej, opra- zaprojek-spondować kże powin-rzegubów.�

Y

YNY

ny górnej model ma-pondującej ematyczny artenberga w 27 stop-są parami

ających się ny górnej. e układów ntami mo-iono para-

Page 3: EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z … · MIROSŁAW PAJOR, PAWEŁ HERBIN 40 EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z WYKORZYSTANIEM RZECZYWISTYCH PARAMETRÓW RUCHU Mirosław
Page 4: EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z … · MIROSŁAW PAJOR, PAWEŁ HERBIN 40 EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z WYKORZYSTANIEM RZECZYWISTYCH PARAMETRÓW RUCHU Mirosław

EGZOSZK

Tab.4. Masy ozoszkieletu

CzłonWspó

X [m

1 0

2 13

3 3

4 9

5 1

6 4

7 -

8 0Na podstawwyników pomracyjnych momomentu nastrowanych r

3.� OP

Przeprowadzgórnej podykprojektowaneantropometrymano wymagteryzujące kodzono także symalnych kczyny górnej.

Opracowaniei modelu kosię z położenstawów. Dla wykonano dw wieku 25 lpomiarów zos

Tab.5. Paletu ramie

i

Długość [mm]

Z uwagi na bcję egzoszkiewymiarów wkonieczne jesaby urządzenruchu stawów

KIELET KO

raz położenie śr

ółrzędne środk

mm] Y [mm

0 58

35 1

3 -44

99 0

2 0

41 0

7 93

0 0 wie stworzonegmiarów przebodelu matemapędowego wy

ruchów.

PIS BADA

enie analizy ktowane byłoego egzoszkielycznych końcgane w modeluończynę górnąbadanie mają

kątów oraz dy.

e modelu kinonstrukcji egzoniem i orienta

potrzeb przedla jednego lat i wadze 95stały zestawio

arametry wykenia

1

Xi 0

Yi 0

Zi 0

budowę ludzkeletu należy dwystępującychst ograniczeninie nie mogło w operatora.

OŃCZYNY G

rodków ciężkośc

ka ciężkości

m] Z [mm]

59

8

204

9

172

12

29

0 go modelu iiegów współrztycznego wyznmaganego do

kinematyki luo koniecznościletu. Na podsczyny górnej u kinematyki ą danego osobące na celu wynamiki ruchó

nematyki oraoszkieletu wyacją osi obroteprowadzonychosobnika o kg. Wyniki p

one w tabelach

korzystane w m

2 3

0 0 30

0 0

0 300

kiej kończyny opasować do

h pomiędzy kie ruchomościwykonać ruch

GÓRNEJ - M

i elementów eg-

Masa

m [kg]

0,8

2,2

1,2

0,9

0,93

0,08

0,67

0 teracyjnego ozędnych konfinaczono przebrealizacji zar

udzkiej kończią lokalizacji stawie pomiaoperatora otrwielkości char

bnika. Przeprowyznaczenie mów ludzkiej k

az dynamiki ymaga zapozntu poszczególnh analiz pomwzroście 18

przeprowadzonh 5 oraz 6.

module egzosz

4 5 6

00 0 0

0 0 0

0 0 0

górnej, konstroperatora. Pr

kolejnymi osii przegubów thu poza zakre

MODEL Z W

43

-

oraz figu-biegi reje-

yny osi

arów rzy-rak-owa-mak-koń-

jak ania nych

miary 2cm nych

zkie-

7

0

0

0

ruk-rócz ami tak, sem

Tab.6.

W litewzajemmach prawejpowszejej prwzajemkończyw okrekątów szybkicwego z

Rys. 6. płaszcz

Na rysw płamarkerczyny w tabenym stw norm

WYKORZYS

Parametry wyk

Numer układ

23 �����4'����

1

X [m

Y [m

Z [m

2

X [m

Y [m

Z [m

3

X [m

Y [m

Z [m

4

X [m

Y [m

Z [m

5

X [m

Y [m

Z [m

eraturze opisymnego położen

badań wstępj kończyny gechnie znanej ostotę przy

mnego położenyny. Metoda eślonych płasz

dokonano zch Phantom zaprezentowan

Schemat stanowyzn wykorzysty

s. 6 zaprezentaszczyźnie horów wyznaczogórnej. Otrz

eli 7. Przedstatopniu zbliżonmie ISOM(z a

STANIEM R

korzystane w mo

du i 1

mm] 26

mm] 0

mm] 54

mm] 100

mm] 0

mm] 40

mm] 100

mm] 0

mm] 12

mm] 100

mm] 0

mm] -12

mm] 100

mm] 0

mm] -32

ywanych jest nia członów kpnych zrealizgórnej operatmetody SFTRzadowalającejnia kątowego

SFTR umozczyznach ciał wykorzystanv710. Schema

no na rys. 5.

wiska pomiarowywanych w meto

towano klatki oryzontalnej. ono kąty pomzymane wartoawione w tabne do zakresówang. Internatio

RZECZYWI

odule egzoszkiele

2 3 4

0 60 45

0 0 0

0 0 0

0 50 34

0 0 0

0 0 0

0 56 32

0 0 0

0 0 0

0 50 32

0 0 0

0 0 0

0 40 27

0 0 0

0 0 0

wiele metodkończyn [10,1owano pomia

tora z wykorR [12,13,14] zj dokładnościodpowiednich

ożliwia pomiła człowieka.�niem kamery at stanowiska

wego z uwzględnodzie SFTR

nagrania rucNa podstawi

między elemeności zostały zbeli 7 dane sąw ruchu prezenonal Standard

ISTYCH...

etu ręki

5

35

0

0

35

0

0

25

0

0

28

0

0

24

0

0

d pomiaru 1]. W ra-ary ruchu rzystaniem z uwagi na i pomiaru h członów ar kątów Pomiarów do zdjęć

a pomiaro-

nieniem

chu zgięcia ie pozycji

ntami koń-zestawione ą w znacz-ntowanych d Orthope-

Page 5: EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z … · MIROSŁAW PAJOR, PAWEŁ HERBIN 40 EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z WYKORZYSTANIEM RZECZYWISTYCH PARAMETRÓW RUCHU Mirosław

dic Measuremliteraturze[8]

Tab.7. Zakresy

Naz

wa

staw

u

1

Obręcz kończyny

górnej

Staw łokciowy

Staw pro-mieniowo-nadgarst-

kowy

Staw nad-garstkowo-śródręczny

I

Staw śród-ręczno-

palcowy I

Staw śród-ręczno-

palcowy II-V

Staw mię-dzypalicz-

kowy I

Staw mię-dzypalicz-kowe bliż-sze II-V

Staw mię-dzypalicz-

kowe dalsze II-V

Model mwprowadzeniwie zarejestrelementów k

ments) oraz d.

y kątowe

rodz

aj r

uchu

2

wyprost-0-zgięcie

odwodzenie-0- przywodzenie

wyprost-0-zgiecie

rotacja zew-0-rot wew.

rotacja zew-0-rot wew.

wyprost-0-zgięcie

supinacja-0-pronacja

wyprost-0-zgięcie

Odwracanie-promieniowe-0-odwracanie łokciowe

wyprost-0-zgięcie

odwodzenie-0- przywodzenie

odprowadza-nie-0-obwodzenie

wyprost-0-zgięcie

wyprost-0-zgięcie

odwodzenie-0- przewodzenie

wyprost-0-zgięcie

wyprost-0-zgięcie

wyprost-0-zgięcie

matematycznya ograniczeni

rowanych dankończyny górn

MIR

do danych pr

Sym

bol pł

asz-

czyz

ny

Nor

my

wg

3

S 50-

F 17

T 30-

R(F0) 60

R(F90) 90

S 0-

R 90

S 50

F 20

VF 30

VS 4

CR 20

S 5-0-

S 30-0

F Zmi

S 15-0

S 0-0-

S 0-0-

y uzupełniona ruchu kątoych poprzez p

nej podczas ru

ROSŁAW PA

rzedstawionych

ISO

M w

sto

p-ni

ach

Zar

ejes

trow

ane

4 5

0-170 50-0-1

70-0-0 170-

0-135 27-0-1

0-0-70 60-0

0-0-80 90-0

0-150 0-0-1

0-0-80 89-0

0-0-60 50-0

0-0-30 20-0

0-0-15 30-0

40-0-0 40-

0-0-90 19-0

50 5-0-51

0-90 30-0-90

ienne

0-85 24-0-90

100 0-0-102

80 0-0-85

no o możliwowego na podpomiar położeuchów w okre

AJOR, PAW

44

h w

165

-0-0

135

0-70

0-78

148

0-78

0-55

0-32

0-18

-0-0

0-91

wość sta-enia eślo-

nych sczono jakie Uzyskanapędoprostej

4.�

Dla ottów wczeń wNa rysdla naprzeds

Rys. 7. kończyn

Rys. 8. czyźnie

Rys. 9.numer

WEŁ HERBI

stawach. Różmaksymalne można wygenane dane służowych przy użj.

WYNIK

trzymanych dymaganych do

wykorzystano sunkach 8 - 10ajbardziej obctawionego na

Zgięcie w płaszny górnej)

Wykresy param horyzontalnej

. Moment napę1

�� �� ����

��

��

��

! �+%�+����!&���2 �

IN

niczkując połprędkości i

nerować bez żą do wyznacżyciu opracow

KI

danych wykono realizacji zaopracowany m

0 zaprezentowaciążonych przrysunkach 6 o

zczyźnie horyzon

metrów ruchu po

ędowy wymaga

� �

'�������

łożenie kątowprzyspieszeniszkody dla czenia sił i m

wanego modelu

nano obliczeniadanego ruchumodel dynamiano momenty zegubów podcoraz 7.

ntalnej (staw ob

odczas zgięcia w

ny do ruchu w

� � �

we, wyzna-a kątowe, operatora. momentów u dynamiki

a momen-u. Do obli-ki prostej. napędowe zas ruchu

�bręczy

w płasz-

w przegubie

Page 6: EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z … · MIROSŁAW PAJOR, PAWEŁ HERBIN 40 EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z WYKORZYSTANIEM RZECZYWISTYCH PARAMETRÓW RUCHU Mirosław

EGZOSZK

Rys. 10. Momenumer 2

Rys. 11. Momenumer 3

Wyznaczone węzły egzoszanaliz wytrzniem metodywielkości urzegzoszkieletuwane (kompkonstrukcyjnkoncepcyjnymNa rys. 11 modelu MESwahliwego owynikającymprezentuje rostrukcji propżonego siłamdynamiki prosztywnościowletu. Prace p�

Literatura

1.� Statecznunits. “A

2.� Pajor M„Napędy

3.� Schiele Aral Syste

�����

���

���

���

���

���

��

��

��

! �+%�+����!&���2 �

�����

���

��

��

��

��

��

��

��

! �+%�+����!&���2 �

KIELET KO

ent napędowy w

ent napędowy w

momenty nazkieletu posłuymałościowycy elementów ządzeń wykon. Zakładano b

ponenty handnych pod wzglęm zaproponoprzedstawionoS koncepcyjnosi 4 obciążo

mi z modelu dyozkład przemionowanego sił

mi i momentaostej. Obliczenwym poddano prowadzono it

a

ny K., Pajor MAdvances In M., Stateczny K

y i sterowanie”A.., van der Hems and Rehab

�� � �

�� � �

OŃCZYNY G

wymagany do ru

wymagany do ru

apędowe oraz żyły, jako da

ch wykonanycskończonych

nawczych napębowiem, że bęlowe nie speędem gabarytoowano napędo przykładownego hydrauliconego siłami oynamiki egozosieszczeń wystęłownika wahliami wyznaczoniom wytrzymkażdy z prze

teracyjnie w c

M.: Project of aManufacturingK., Urbański Ł” 2015, nr 1 s. elm F.C.T:: Kbilitation Eng

� �

'�������

� �

'�������

GÓRNEJ - M

uchu w przegubi

uchu w przegubi

siły obciążajane wejściowech z wykorzyoraz do oblicędzających ukędą one projekełniają wymogowym). Na etady hydrauliczwe symulacje cznego siłownoraz momentszkieletu. Rysępujących w kwego osi 4 obonymi z mod

małościowym ogubów egzoszcelu zminimal

a manipulationg Science And Ł.: Układ do m50-54.

Kinematic desgineering” 2006

� �

� �

MODEL Z W

45

ie

ie

jące do sta-czeń kład kto-gów apie zne. dla

nika ami . 11 kon-bcią-delu oraz zkie-lizo-

wania nia obc

Rys. 12kinemamomen

5.�

EgzosztroniczZastoskorespupraszzmnieji analitów naegzoszkbezładdowycsowanitu końW takwymagpocząwmentówkończąJednymsensusumuszą planowekspermatemtu PBS

n system for mTechnology”2

manualnego pr

sign to improv6, No. 4, Vol.

WYKORZYS

masy egzoszkciążenia napęd

2. Rozkład przematycznej obrotowntami wynikając

PODSU

zkielet kończyznym, bardzoowanie mod

pondującego z zcza konstrukcszenie ilości iz umożliwiło apędowych, ktkieletu. Z uwa

dności na warh, w procesieie optymalizacńczyny górnej k zaawansowgane jest zastwszy od sensow występującąc na pomim z bardzo tu pomiędzy zze sobą wspó

wane jest wykymentalnych

matycznego.�PrS3/A6/28/201

manual movem2011, nr 4, p. rzesuwu zespo

ve ergonomics 14, p. 456-469

STANIEM R

kieletu, a co zdów.

�mieszczeń w mowej obciążonej mymi z modelu d

UMOWAN

yny górnej jeso zaawansowdelu kinematkinematyką lu

cję analizowanprzegubów. Pwyznaczenie

tóre wymaganagi na duży wrtość wymaga projektowanicji wymiarów ze względu n

wanym urządztosowanie wieorów położenicych w poszcarach elektrtrudnych zadazastosowanymółpracować. Wonanie modeluprowadzącychrace realizowa15 finansowane

ment of CNC m33-41.

ołów korpusow

in human mac9.

RZECZYWI

za tym idzie,

odelu siłownika maksymalnymi sdynamiki

NIE

st urządzeniemwanym techntycznego egzudzkiej kończy

nego urządzeniPrzeprowadzenmaksymalnyc

ne są do realizwpływ mas i manych momentia konieczne jelementów eg

na minimalizazeniu mechatelu rodzajów ia poprzez poczególnych promiograficznyań jest osiągn

mi komponentaW dalszym etu rzeczywistegh do weryfikacane są w ramaego przez NCB

machine tool b

wych obrabiark

chine interacti

ISTYCH...

zmniejsze-

3 pary siłami i

m mecha-ologicznie. zoszkieletu yny górnej ia, poprzez nie badań h momen-

zacji ruchu momentów tów napę-jest zasto-gzoszkiele-ację masy. ronicznym sensorów,

omiar mo-rzegubach, ych(EMG). nięcie kon-ami, które tapie prac go i badań cji modelu ach projek-BiR.

body

ki CNC.

ion. ”Neu-

Page 7: EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z … · MIROSŁAW PAJOR, PAWEŁ HERBIN 40 EGZOSZKIELET KOŃCZYNY GÓRNEJ - MODEL Z WYKORZYSTANIEM RZECZYWISTYCH PARAMETRÓW RUCHU Mirosław

MIROSŁAW PAJOR, PAWEŁ HERBIN

46

4.� Perry J.C., Rosen J., Burns S.: Upper-limb powered exoskeleton design. „IEEE Transactions on Mechatronics”, 2007, No. 4, Vol. tom 12, p. 408-417.

5.� Aiple M., Schiele A.: Pushing the limits of the CyberGraspTMfor haptic rendering. ”IEEE International Confer-ence of Robotics and Automation”, 2013, p. 3541-3546.

6.� Rebelo J., Schiele A.: Master-slave mapping and slave base placement optimization for intuitive and kinematically robust direct teleoperation. “IEEE International Conference on Control, Automation and Systems” 2012, p. 2017 – 2022.

7.� Schiele A., Hirzinger G.: A new generation of ergonomic exoskeletons – the high-performance X-Arm-2 for space robotics telepresence. “Intelligent Robots and Systems”, 2011, p. 2158 – 2165.

8.� Bochenek A., Reicher M., Bilikiewicz M.: Anatomia ogólna: kości, stawy i więzadła, mięśnie. Warszawa: Wyd. Lekarskie PZWL, 2007. ISBN 978-83-200-3682-4.

9.� Craig J.J.: Wprowadzenie do robotyki; mechanika i sterowanie. Warszawa: WNT, 1995. ISBN 83-204-1835-6. 10.� Chih-Ying Yang E.:: A novel measurement of intersegmental forces exerted on human lower limbs during for-

ward falling and regaining balance motions. “Measurement” 2015, No. 60, p. 114–120. 11.� Chih-Ying Yang E., Ming-Hsu Mao M.-H.: Analytical model for estimating intersegmental forces exerted on

human lower limbs during walking motion. “Measurement” 2014, No. 56, p. 30-36. 12.� Kinezyterapia. Pr. zbior. pod red. A. Zembatego. Kraków: Wyd. "Kasper", Sp. z o.o., 2002. ISBN 83-910437-4-6. 13.� Biomechanika narządu człowieka. Pr. zbior. pod red. D. Tejszerskiej, E. Świtońskiego, M. Gzika, Radom : Wyd.

Nauk. Instytutu Technologii Eksploatacji - PIB, 2011. ISBN 978-83-7204-998-8 14.� Buldt A.K., Levinger P., Murley G.S., Menz H.B., Nester C.J., LandorF K.B.: Foot posture is associated with

kinematics of the foot during gait: a comparison of normal, planus and cavus feet. “Gait & Posture” 2015, No. 42, p. 42-48.