UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAOV

Facultatea de Design de Produs i Mediu

Departamentul Design de Produs, Mecatronic i Mediu

Sisteme robotice pentru activitati de reabilitare pentru

membrele superioare

Aparat de recuperare FISIOTEK

Student: Cathi Octavian

Program de studii: Sisteme mecatronice

Aplicate in industrie si medicina

Grupa: SMIM 17124

Coordonator:

prof.dr.ing.Ionel Staretu

BRAOV

2014-2015

CUPRINS

1.Introducere........................................................................................................................3

2.Descrierea aparatului FISIOTEK.....................................................................................4

1.Introducere

Interaciunea om-robot (HRI), definit ca studiul interaciunilor dintre oameni i roboi, implic mai multe discipline diferite cum ar fi tiina calculatoarelor, inginerie, tiine sociale i psihologie. Pentru HRI, provocrile sunt deosebit de complexe, din cauza necesitii de a percepe, nelege i a reaciona la activitile umane n timp real.

Din timpuri strvechi omenirea i-a imaginat diferite maini care imit organisme sau caredepesc oamenii n abilitile lor i din timp n timp au existat numeroase ncercri de construirea unor astfel de maini. Roboii de azi sunt cele mai recente rezultate ale unei evoluii tehnice aflat n curs de desfurare, care a progresat pe parcursul a cteva secole. Muli roboi efectueaz operaiuni n fabricile unde se produc bunuri n cantiti mari i de calitate, dar n ultimul timp se poate observa apariia unor noi clase de roboi. Aceti noi roboi de servicii nu sunt concepui pentru a produce bunuri, ci pentru a oferi servicii utile la locul de munc sau la domiciliu sau pur i simplu pentru a distra i a oferi confort oamenilor.Interaciunea om-robot este un domeniu interdisciplinar n care abordrile comportamentale i psihologice fa de nelegerea naturii interaciunii om-robot completeaz preocuprile din domeniul roboticii i al ingineriei. n acest context s-a considerat oportun realizarea de cercetri privind conceperea unor sisteme prin care interaciunea s se fac ct mai natural, la fel cum oamenii comunic ntre ei n viaa de zi cu zi. Studiile prezentate n aceast lucrare aduc contribuii la implementarea unor algoritmi de comunicare om-robot i de manipulare a obiectelor, n scopul folosirii roboilor mobili ca asisteni n mediile domestice i nu numai.

Aceast lucrare i propune s ofere o soluie pentru interaciunea dintre operatorul uman i roboii mobili de asisten. Mijloacele de interaciune sunt foarte importante pentru realizarea unei interaciuni simple, flexibile, intuitive i n acelai timp eficiente. Abordarea acestei teme a fost aadar determinat de necesitatea controlului unui robot de asisten (AR) care s execute anumite activiti sau operaiuni n medii domestice sau la birouri, astfel nct comunicarea i interaciunea dintre acesta i operatorul uman s se fac ntr-un mod ct asemntor comportamentului uman. nelegerea interaciunii naturale a unui utilizator este o provocare care trebuie abordat pentru a permite utilizatorilor nceptori s foloseasc roboi ntr-un mod uor i intuitiv. Folosirea unui set de comenzi greu codificate pentru a controla un robot este, de obicei,

destul de fiabil i uor de implementat, ns este suprtoare pentru utilizator, ntruct aceasta i cere s nvee i s i aminteasc comenzi speciale, n scopul de a interaciona cu robotul i nu permite utilizatorului s foloseasc stilul lui de interaciune natural. nelegerea limbajului vorbit natural, fr restricii i comportamentul multi-modal al utilizatorilor ar fi de dorit, dar este nc o problem nerezolvat.

2.Descriere aparat FISIOTEK

Descrierea aparatului

Fisiotek HP2 este un dispozitiv foarte versatil ce permite reabilitarea pasiva a umerilor,

cotului si ncheieturii cu tipuri diverse de micri. Cuprinde o baza cu 5 rotite pivotante cu frna iar aceasta permite aparatului micarea uoara si blocarea in poziia dorita. Poziia sa poate fi ajustata .Inlimea poate fi ajustata iar distanta de la pmnt a centrului rotaiei (cu aparatul in poziie verticala), in milimetri, este de culoare roie pe indicatorul poziiei .Prghia face posibil nclinarea aparatului i gradul de nclinare e indicat pe scala gradat .Braul mecanic e poziionat n centrul rotaiei n funcie de tipul de reabilitare de efectuat.Aparatul dispune de accesorii montate pe braul mecanic, n funcie de tipul de micare a umrului pe care dorii s o efectuai.

Tastatura staionar permite programarea funciilor aparatului Fig.1.1 :

Fig.1 Tastatura stationara

1. Taste de intrare n meniu 2. Taste pentru modificarea valorilor funciilor 3. Tasta pentru confirmarea valorilor 4. Tasta de iesire meniu 5. Tasta de rulare WARM-UP 6. Tasta pentru micarea cruciorului ctre limita superioar 7. Tast pentru ntreruperea micrii 8. Tast de iniiere a micrii 9. Afiaj 10.Slot pentru inserarea cardului de memorie

Tastatura mobil (permite pacientului oprirea sau pornirea micrii, cu butoanele START i STOP..Dac tastatura mobil e deteriorat sau deconectat dispozitivul nu mai funcioneaz.Fisiotek HP2 e echipat cu memorie portabil, crdul de memorie. Acesta este un card cu un microcip incorporat ce e poziionat n interiorul spaiului special din tastatura fix. Setarea aparatului este memorat n mod automat iar datele pacientului, de asemenea, pot fi introduse manual. n acest mod datele finale ale fiecrei sesiuni sunt automat nregistrate n crdul de memorie personal al pacientului. Crdul nregistreaz n mod automat ultimele setri cu tergerea celor anterioare astfel nct s fie posibil utilizarea pe diferii pacieni. n acest caz funciile aparatului trebuie programate de fiecare dat. Micri posibile

Utilizarea lui Fisiotek HP2 pentru reabilitarea pasibil a umrului .

Pentru umr:

Ridicare de la 5 grade la 180 de grade cu pacientul asezat

Fig.2

Selectarea gamei de operare

Braul mecanic al aparatului are o altitudine de 115 grade, astfel nct acestea sunt gamele de operare prin utilizarea i a posibilitii de nclinare a aparatului.

Valorile de operare Fig.4 :

De la 5 la 120

De la 35 la 150

De la 65 la 180

Fig.3 Optimizarea bratului mecanic in functie de unghiul dorit

Note generale cu privire la programare

Card de memorie

Aparatul funcioneaz doar cu crdul de memorie Memory Card n interior. Datele de programat sunt copiate n crdul de memorie. Cardul poate deveni cardul personal al pacientului.

Permind aparatului programarea doar pe durata primei sesiuni de reabilitare. Pentru sesiunile urmtoare e suficient inserarea cardului pentru a fi efectuat programul personalizat. E posibil s se intervin n orice moment cu modificri ale programului. Acelai card poate fi utilizat pentru pacieni diferii i, n acest caz, va fi necesar programarea de fiecare dat. Programul nregistrat va fi efectuat atunci cnd crdul de memorie e poziionat n aparat, reprezentnd faptul c ultimul ciclu al ultimei sesiuni va fi repetat.

Exemplu de programare:

Masurearea lungimii humerusului a pacientului i notarea datelor pe spatele cardului de memorie ce va deveni cardul de memorie individual al pacientului.

Deci vom avea: DL. X; umr stng (L); Lungime humerus 36 cm; micare de ridicare din poziie aezat. Programarea aparatului cu urmtoarele valori: - Valori micare ntre 35 la 60

- Vitez de ridicare 5 - Vitez de coborre 7 - Durata de operare 30 m

- Creterea automat a unghiului 0.5 - Pauz limit superioar 0 s - Warm-up: Scdere unghi 8 Cretere per ciclu 0.5

Ridicare de la 5 grade la 180 de grade cu pacientul culcat pe spate

Fig.4

Selectarea gamei de operare Braul mecanic al aparatului are o altitudine de 115 grade, astfel nct acestea sunt gamele de operare prin utilizarea i a posibilitii de nclinare a aparatului. Valorile de operare Fig.5

De la 5 la 120

De la 35 la 150

De la 65 la 180

Fig.6

nainte-napoi (tur-retur) de la 35 de grade la 150 de grade cu pacientul aezat

Fig.7

Pivotare intern i extern de la 90 de grade intern la -85 de grade extern, cu pacientul culcat pe spate

Fig.7

Selectarea valorilor de operare

Braul mecanic pe aparat are o amplitudine de 115 grade astfel nct pot fi acoperite game largi de micare pentru etapele subsecvente prin utilizarea posibilitii de nclinare a aparatului. Fig.8 Recomandm valorile: de la 30 pivotare intern la -85 pivotare extern de la 60 pivotare intern la -55 pivotare extern

de la 90 pivotare intern la -25 pivotare extern

Poziionarea braului pacientului pe aparat

1) Braul mecanic trebuie s fie la limita inferioar de micare. 2) Poziionai dispozitivul mai aproape de pacient prin mutarea pe rotie, i ajustai

nlimea cu prghia . La efectuarea acestei operaiuni deblocai i reblocai ridicarea cu ajutorul urubului . Aparatul trebuie poziionat conform cu pacientul conformitate cu valorile de operare selectate. De fapt, dac prima valoare de operare e selectat, ce are o rotaie maxim de 30 de grade, pacientul poate susine braul lng corp. Dac, pe de alt parte, una dintre cele dou valori se selecteaz aparatul trebuie poziionat astfel nct braul pacientului s fie adus spre o micare de rotaie intern mai mare E esenial ca aparatul s fie poziionat la un unghi de 90 de grade cu braul pacientului

3) Poziionai braul pacientului pe aparat,poziionnd pe suportul din plastic. 4) E important ca braul pacientului s fie paralel cu braul mecanic al aparatului (ca n

imagine). Pentru a obine poziia corect tragei dispozitivul mai aproape, chiar i cu braul pacientului deja montat.

5) Apsai tasta START pentru a iniia micarea.

Fig.8 Pozitionare pacientului

Bibliografie

1*http://www.medica-tradefair.com/cipp/show,lang,2/oid,30405/xa_nr,2383527/~/Web-

ProdDatasheet/prod_datasheet accesat in 28.06.2015

2*https://www.google.ro/search?q=fisiotek&biw=1264&bih=640&source=lnms&tbm=isch

&sa=X&ei=eiuRVafOD-v5ywPZzIGIDQ&ved=0CAYQ_AUoAQ accesat in 28.06 2015