หุ่นยนต์ช่วยฝึกอัตโนมัติสำหรับการฟื้นฟูกล้ามเนื้อแขน
วิทยานิพนธ์ (วศ.ม. (วิศวกรรมเครื่องกล))--มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2561
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | Thai |
| Published: |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19058 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | Thai |
| id |
th-psu.2016-19058 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
Thai |
| topic |
แขนกล หุ่นยนต์ การควบคุมอัตโนมัติ |
| spellingShingle |
แขนกล หุ่นยนต์ การควบคุมอัตโนมัติ พีรยุทธ แซ่โค้ว หุ่นยนต์ช่วยฝึกอัตโนมัติสำหรับการฟื้นฟูกล้ามเนื้อแขน |
| description |
วิทยานิพนธ์ (วศ.ม. (วิศวกรรมเครื่องกล))--มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2561 |
| author2 |
ปรมินทร์ เณรานนท์ |
| author_facet |
ปรมินทร์ เณรานนท์ พีรยุทธ แซ่โค้ว |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
พีรยุทธ แซ่โค้ว |
| author_sort |
พีรยุทธ แซ่โค้ว |
| title |
หุ่นยนต์ช่วยฝึกอัตโนมัติสำหรับการฟื้นฟูกล้ามเนื้อแขน |
| title_short |
หุ่นยนต์ช่วยฝึกอัตโนมัติสำหรับการฟื้นฟูกล้ามเนื้อแขน |
| title_full |
หุ่นยนต์ช่วยฝึกอัตโนมัติสำหรับการฟื้นฟูกล้ามเนื้อแขน |
| title_fullStr |
หุ่นยนต์ช่วยฝึกอัตโนมัติสำหรับการฟื้นฟูกล้ามเนื้อแขน |
| title_full_unstemmed |
หุ่นยนต์ช่วยฝึกอัตโนมัติสำหรับการฟื้นฟูกล้ามเนื้อแขน |
| title_sort |
หุ่นยนต์ช่วยฝึกอัตโนมัติสำหรับการฟื้นฟูกล้ามเนื้อแขน |
| publisher |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |
| publishDate |
2023 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19058 |
| _version_ |
1783957345183727616 |
| spelling |
th-psu.2016-190582023-11-16T08:04:31Z หุ่นยนต์ช่วยฝึกอัตโนมัติสำหรับการฟื้นฟูกล้ามเนื้อแขน An autonomous assistive robot for upper limb rehabilitation พีรยุทธ แซ่โค้ว ปรมินทร์ เณรานนท์ Faculty of Engineering Mechanical Engineering คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล แขนกล หุ่นยนต์ การควบคุมอัตโนมัติ วิทยานิพนธ์ (วศ.ม. (วิศวกรรมเครื่องกล))--มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2561 Stroke is the primary of death and the leading cause of permanent disability in adults. There are many stroke survivors, who live with a variety of levels of disability and always need rehabilitation activities of daily living. Several studies have reported that usage of rehabilitation robotic devices shows the better improvement outcomes in upper-limb stroke patients than the conventional therapy - nurses or therapists actively help patients with exercise-based rehabilitation. This research focuses on the development of an autonomous robotic trainer designed to guide a stroke patient through an upper-limb rehabilitation task. The robotic device was designed and developed to automate the reaching exercise as mentioned. The designed robotic system is made up of a four-wheel omni-directional mobile robot, an ATI Gamma multi-axis force/torque sensor used to measure contact force and a microcontroller real-time operating system. Proportional plus Integral control was adapted to control the overall performance and stability of the autonomous assistive robot. External force control was successfully implemented to establish the behavioral control strategy for the robot force and velocity control scheme. In summary, the gain tuning for proportional integral (PI) velocity control algorithms was suitably estimated using the Ziegler-Nichols method in which the optimized proportional and integral gains are 2.75 and 0.10 respectively. Additionally, the PI external force control gains were experimentally tuned using the trial and error method based on a set of circular tracking experiments which allow a human participant to move the robot along a desired circular path whilst attempting to minimize the tracking error. The outstanding performance of the tests as specified by the E_RMS of the robot's tracking error was observed with proportional and integral gains of Kp = 0.7 and K; 1.00 respectively. The experimental results also show that the new design of an autonomous assistive robot for upper limb rehabilitation can be used to supplement or facilitate rehabilitation by assisting in the repetitively active and passive therapy. This has been gaining traction in the rehabilitation field as technology advances. To evaluate the feasibility and efficacy of robot-assisted hand rehabilitation in improving arm function abilities, the exercise-based rehabilitation experiments for hand flexion/extension, shoulder flexion/extension and elbow flexion/extension have been carried out to investigate the muscle strength of the human's hand by analysing its EMG signals (measured by the MYO arm band). The EMG signals can be subsequently used for further investigation by a doctor. โรคหลอดเลือดสมองเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตหรือความพิการอย่างถาวรเป็นลําดับต้น ๆ ของประชากร มีผู้รอดชีวิตจากโรคหลอดเลือดสมองเป็นจํานวนมากแต่ต้องอาศัยอยู่ กับความพิการ ไม่สามารถทํากิจกรรมในชีวิตประจําวันได้ จึงต้องมีการฟื้นฟูสมรรถภาพอยู่เสมอ จากการศึกษาข้อมูลเบื้องต้นพบว่าการใช้อุปกรณ์หุ่นยนต์ในการฟื้นฟูสมรรถภาพของผู้ป่วย แสดง ให้เห็นถึงผลลัพธ์ในการฟื้นฟูสมรรถภาพผู้ป่วยที่ดีขึ้นและมีประสิทธิภาพมากกว่าการฟื้นฟูสมรรถภาพแบบเดิมโดยนักกายภาพบําบัด งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นในการออกแบบและพัฒนา หุ่นยนต์ช่วยฝึกอัตโนมัติ เพื่อใช้ในการฟื้นฟูสมรรถภาพผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง โดยหุ่นยนต์มีการออกแบบและพัฒนาขึ้นอย่างอัตโนมัติสามารถเข้าถึงกิจกรรมการทํากายภาพบําบัดได้ ระบบ ของหุ่นยนต์ประกอบไปด้วยหุ่นยนต์เคลื่อนที่แบบ 4 ล้อโอมนี้ที่มีการติดตั้งเซนเซอร์ตรวจวัดแรง ATI Gamma multi-axis force torque sensor และควบคุมระบบปฏิบัติการด้วย ไมโครคอนโทรลเลอร์แบบเรียลไทม์ มีการควบคุมแรงและความเร็วเพื่อความคุมพฤติกรรมของ หุ่นยนต์ โดยใช้วิธี Proportional plus Integral control ที่ทําให้ระบบมีประสิทธิภาพที่ดีในการใช้ งานหุ่นยนต์ช่วยฝึกอัตโนมัติ การทดลองประกอบไปด้วยการควบคุมแรงและความเร็วในการปรับค่า Gain สําหรับ Proportional integral (PI) control โดยการควบคุมความเร็วจะใช้วิธี Ziegler-Nichols ใน การปรับแต่งค่า PI จากการทดลองค่าที่เหมาะสมคือ K, = 2.75 และ K = 0.10 ที่มีค่า E RMS ของความเร็วน้อยสุด การควบคุมแรงสามารถหาได้จากการทดลองวิธี Trial and error techniques โดยมนุษย์ควบคุมหุ่นยนต์ให้เคลื่อนที่ไปตามเส้นทางวงกลมที่กําหนดเพื่อดูตําแหน่งการเคลื่อนที่ ของหุ่นยนต์ ระบบที่เหมาะสมจะทําให้ตําแหน่งการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์มีค่าความคลาดเคลื่อน น้อยเมื่อเทียบกับเส้นทางและตําแหน่งที่กําหนด ด้วยค่า ERMS ของความผิดพลาดของตําแหน่ง ประสิทธิภาพที่โดดเด่นของการทดสอบตามที่ระบุด้วยค่า E_RMS คือ ค่า Kp = 0.7 และ K = 1.00 เมื่อได้หุ่นยนต์ช่วยฝึกอัตโนมัติที่เหมาะสมแล้วยังมีการทดลองวิเคราะห์สัญญาณ กล้ามเนื้อด้วยอุปกรณ์ MYO ร่วมกับท่าทางการฟื้นฟูที่ได้ออกแบบ ได้แก่ การเคลื่อนที่หุ่นยนต์ ด้วยการงอและเหยียดแขน การเคลื่อนที่ด้วยพิสัยการเคลื่อนไหวของหัวไหล่และข้อศอก รวมถึงมี การปรับระดับการต้านของระบบเพื่อวิเคราะห์หาค่า EMGate ที่บ่งบอกถึงประสิทธิภาพการ กระตุ้นการทํางานของกล้ามเนื้อ ผลการทดลองจะแสดงให้เห็นถึงการทํางานของหุ่นยนต์สามารถลดอาการเกร็งของกล้ามเนื้อแขนได้ตรงจุด การทดลองสุดท้ายเป็นการประเมินความพึงพอใจจาก ผู้ใช้งาน เพื่อประเมินระบบการทํางาน รูปแบบและการใช้งานหุ่นยนต์ โดยผู้เข้าร่วมประเมินมี ความพึงพอใจอย่างมากที่จะนําหุ่นยนต์ช่วยฝึกอัตโนมัติมาช่วยฟื้นฟูกล้ามเนื้อแขนสําหรับผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง 2023-11-16T08:04:30Z 2023-11-16T08:04:30Z 2018 Thesis http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19058 th Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ application/pdf มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |