مدل سازی، طراحی و ساخت برون پوش مبتنی بر تاندون جهت توانبخشی انگشتان دست

با توجه به آمار بالای مبتلایان به بیماری های عروق مغزی و سکته مغزی که نتیجه ی آن فلج شدن اندام های یک سمت بدن از جمله دست می باشد و هم چنین محدودیت هایی که در روش های سنتی توانبخشی وجود دارد، نیاز به ساخت دستگاه هایی برای کمک به این افراد ضروری می باشد. در این پژوهش، در ابتدا با توجه به چالش هایی که در طراحی یک برون پوش دست وجود داشت، طراحی اولیه مکانیزمی برای استفاده به صورت حرکت غیرفعال پیوسته برای توانبخشی انگشتان دست صورت گرفت. این مکانیزم مبتنی بر تاندون می باشد و هر دو حرکت باز و بسته شدن انگشتان را پوشش می دهد. به این منظور در برون پوش از دو عملگر فعال و غیرفعال به ترتیب جهت بستن و باز کردن انگشتان دست استفاده شده است. ویژگی بارز این طراحی، سبک و کم حجم بودن آن، قابلیت تنظیم برای دست های متفاوت و سازگاری و راحتی آن برای بیمار می باشد. هم چنین، روابط سینماتیکی و دینامیکی برون پوش برای انگشتان دست بغیر از انگشت شست به روش لاگرانژ مدل سازی شده است. حرکت برون پوش در تعامل با انگشت به کمک نرم افزار سیم مکانیک متلب شبیه سازی شد. در نهایت با استفاده از نتایج شبیه سازی و مدل سازی، طراحی نهایی با در نظر گرفتن نیروی 40 نیوتون در طول تاندون انجام و برون پوش برای انگشت اشاره ساخته شد. هم چنین نتایج حاصل از مدل سازی تحلیلی و شبیه سازی مقایسه شد و میزان خطای مدل سازی برای تغییر زوایای مفاصل به دست آمد. این مقدار در بدترین حالت برای مفصل اول و دوم انگشت 15 درصد و برای مفصل سوم 20 درصد محاسبه شد.