Bydgoski egzoszkielet na rękę – aspekty mechaniczne *

STRESZCZENIE: Przedstawiono własną konstrukcję egzoszkieletu na rękę. Omówiono ją z mechanicznego punktu widzenia: wychodząc od ograniczeń narzucanych przez biomechanikę zdrowego człowieka poprzez możliwe deficyty funkcjonalne i ich kompensację z użyciem mechaniki egzoszkieletu aż po ograniczenia materiałowe i technologiczne. Opisano wykorzystanie inżynierii odwrotnej w celu zachowania indywidualizacji własności mechanicznych przy silnym zindywidualizowaniu mechaniki ręki, zwłaszcza patologicznej.

SŁOWA KLUCZOWE: technologia wspomagająca, egzoszkielet, mechanika ruchu, własności materiałowe, współdziałanie ręka–urządzenie, funkcje motoryczne

ABSTRACT: The own study on hand exoskeleton is presented. It is described from mechanical point of view: starting from constraints caused by healthy human biomechanics, through possible functional deficits and their compensation by exoskeleton’s biomechanics, up to material and technological limitations. There is described an application of the reverse engineering aiming at personalization of the mechanical features taking into consideration huge individualization of the hand mechanics, including pathological changes.

KEYWORDS: assistive technology, exoskeleton, mechanics of movement, material features, hand-device co-operation, motor functions

 

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

[1] Mikołajewska E., Mikołajewski D. “Exoskeletons in neurological diseases – current and potential future applications”. Advances in Clinical and Experimental Medicine. 20, 2 (2011): 227–233.

[2] Mikołajewska E., Mikołajewski D. „Zastosowania automatyki i robotyki w wózkach dla niepełnosprawnych i egzoszkieletach medycznych”. Pomiary Automatyka Robotyka. 5 (2011): 58–64.

[3] Mikołajewska E. „Egzoszkielety”. W: Przeździak B., Woźniewski M., Gieremek K., Janicki S. (red.). Wyroby medyczne. Zaopatrzenie indywidualne. Warszawa: PZWL, 2016.

[4] Burns M.K., Van Orden K., Patel V., Vinjamuri R. „Towards a wearable hand exoskeleton with embedded synergies”. Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society 2017. (2017): 213–216.

[5] Kim S., Lee J., Park W., Bae J. “Quantitative evaluation of hand functions using a wearable hand exoskeleton system”. Proceedings of the IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics (ICORR) 2017. (2017): 1488–1493.

[6] Zhang F., Fu Y., Zhang Q. “Experiments and kinematics analysis of a hand rehabilitation exoskeleton with circuitous joints”. Bio-Medical Materials and Engineering. Suplement 1 (2015): S665–S672.

[7] Mikołajewska E. „Terapia ręki. Diagnoza i terapia”. Warszawa: Soyer, 2016.

[8] Triolo E.R., Stella M.H., BuSha B.F. “A force augmenting exoskeleton for the human hand designed for pinching and grasping”. Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering. Medicine and Biology Society 2018. (2018): 1875–1878.

[9] Mianowski K. „Nowe rozwiązanie chwytaka wielopalczastego z podatnością do obsługi specjalnych procesów manipulacji”. Pomiary Automatyka Robotyka. 2 (2010): 519–526.

[10] John A., Musiolik A. „Analiza kinematyczna palców ręki”. Modelowanie Inżynierskie. 40 (2010): 111–116.

[11] http://e-nable.pl (dostęp: 22.03.2019 r.).

[12] Mikołajczyk T., Kłodowski A., Mikołajewska E., Walkowiak P., Berjano P., Villafane J.H., Aggogeri F., Borboni A., Fausti D., Petrogalli G. “Design and control of system for elbow rehabilitation: preliminary findings”. Advances in Clinical and Experimental Medicine. 27, 12 (2018): 1661–1669.

[13] Wang D., Meng Q., Meng Q., Li X., Yu H. “Design and development of a portable exoskeleton for hand rehabilitation”. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 26, 12 (2018): 2376–2386.

[14] Heo P., Kim J. „Power-assistive finger exoskeleton with a palmar opening at the fingerpad”. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 61, 11 (2014): 2688–2697.

[15] Villoslada Á., Rivera C., Escudero N., Martín F., Blanco D., Moreno L. “Hand exo-muscular system for assisting astronauts during extravehicular activities”. Soft Robotics. (2018): DOI: 10.1089/soro.2018.0020.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.4.35

 

* Artykuł recenzowany