Inventory number IRN Number of state registration
0323РК00207 AP13268857-KC-23 0122РК00117
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 4 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 4
Patents Amount of funding Code of the program
0 7671890 AP13268857
Name of work
Разработка нового носимого роботизированного экзоскелета для реабилитации голеностопного сустава
Type of work Source of funding Report authors
Applied Сергазин Ғани Құдайбергенұлы
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Евразийский Национальный университет имени Л.Н. Гумилева"
Abbreviated name of the service recipient НАО "ЕНУ им.Л.Н.Гумилева"
Abstract

Объектом исследования является экзоскелет на основе искуственных мышц, имитирующих человеко-машиный агрегат, и предназначенный для расширения функциональных возможностей человека.

Зерттеу нысаны – адам-машина қондырғысына еліктейтін жасанды бұлшықеттерге негізделген және адамның функционалдығын кеңейтуге арналған экзоскелет.

Целью проекта является создание нового прототипа дешевого экзоскелета для восстановления голеностопного сустава человека, состоящего из линейных приводов и управляющей мехатронной системы на основе искусственного интеллекта и применением механических звеньев.

Жобаның мақсаты – жасанды интеллектке негізделген және механикалық буындарды пайдаланатын сызықтық жетектер мен мехатрондық басқару жүйесінен тұратын адамның тобық буынын қалпына келтіруге арналған арзан экзоскелеттің жаңа прототипін жасау.

Поставленные задачи решаются с применением методов теоретической и прикладной механики, теории робототехнических систем, вычислительной математики и систем управления. Трехмерное моделирование и имитационные расчеты выполняются в виртуальной среде с использованием программного обеспечения Solidworks Simulation и приложения для моделирования движения. На основе Solidworks Simulation будет промоделирована подача входного электрического линейного привода, который создаст движение голеностопного сустава.

Қойылған міндеттер теориялық және қолданбалы механика, роботты жүйелер теориясы, есептеу математикасы және басқару жүйелері әдістерін қолдану арқылы шешіледі. 3D модельдеу және модельдеу есептеулері виртуалды ортада Solidworks Simulation бағдарламалық құралын және қозғалыс симуляциясы қолданбасын пайдаланып орындалады. Solidworks Simulation негізінде кіріс электрлік желілік жетек имитацияланады, ол тобық буынының қозғалысын жасайды.

В рамках реализации научного проекта был разработан технический проект прототипа. Определены конструктивные решения по экзоскелету и его основных составных частей, разработан необходимый чертеж общего вида, приведена электронная модель основных и вспомогательных элементов прототипа, разработаны конструктивные схемы прототипа. Сформировано расчетно-экспериментальная база данных с проведением исследований в режиме реального времени. Разработаны алгоритмы работы устройства при реабилитации голеностопа. Рассмотрены их способы управления и существующие схемы регулировки экзоскелета. Разработана система управления экзоскелетом и функциональная схема устройства, которая дает возможность осуществлять основные процессы управления исполнительным устройством. получены результаты исследования по компонентам потребляемой мощности. Разработаны электрическая, принципиальная схемы управления устройством, выбран тип крепления экзоскелета, которая в свою очередь является простым в эксплуатации при реабилитации голеностопного сустава. Разработан прототип экзоскелета голеностопного сустава с его электрической схемой и компонентами, такими как серводвигатели, микроконтроллеры, датчики и источники питания, особенностью которого является инновационная конструкция с применением линейных электроприводов углового движения, обеспечивающие управляемое адаптивное движение голеностопного сустава в его основных движениях.

Ғылыми жобаны іске асыру аясында прототиптің техникалық жобасы әзірленді. Экзоскелет және оның негізгі құрамдас бөліктері бойынша конструктивті шешімдер анықталды, жалпы түрдегі қажетті сызба әзірленді, прототиптің негізгі және қосалқы элементтерінің электрондық моделі келтірілді, прототиптің конструктивтік схемалары әзірленді. Нақты уақыт режимінде зерттеулер жүргізе отырып, есептік-эксперименттік дерекқор қалыптастырылды. Аяқ буынын оңалту кезінде құрылғы жұмысының алгоритмдері әзірленді. Олардың басқару тәсілдері және экзоскелетті реттеудің қолданыстағы схемалары қаралды. Басқару тәсілдері және экзоскелетті реттеудің қолданыстағы схемалары қаралды. Экзоскелетті басқару жүйесі және атқарушылық құрылғыны басқарудың негізгі процестерін жүзеге асыруға мүмкіндік беретін құрылғының функционалдық схемасы әзірленді. тұтынылатын қуаттың компоненттері бойынша зерттеу нәтижелері алынды. Құрылғыны басқарудың электрлік, принципті схемалары әзірленді, экзоскелетті бекітудің түрі таңдалды, ол өз кезегінде аяқ асты буынын оңалту кезінде пайдалануда қарапайым болып табылады. электр схемасы және қозғалтқыштары, микроконтроллер, датчиктер және қоректендіру көздері сияқты компоненттері бар Аяқ табан буынының экзоскелетінің прототипі әзірленді.

Реализация проекта по разработке и изготовлению прототипа экзоскелета голеностопного сустава позволит решить теоретическую и экспериментальную проблему оптимизации широкого спектра человеко-машинных устройств и передового медицинского оборудования, даст дополнительный импульс развитию новых медицинских технологий. Социальный и экономический эффект подтверждается программами по комплексной медико-психолого-педагогической и социальной реабилитации, улучшением здоровья и качества жизни.

Аяқтың экзоскелетінің прототипін әзірлеу және өндіру жобасын жүзеге асыру адам-машина құралдары мен озық медициналық жабдықтардың кең спектрін оңтайландырудың теориялық және эксперименттік мәселесін шешеді және жаңа медициналық технологияларды дамытуға қосымша серпін береді. Әлеуметтік-экономикалық нәтиже кешенді медициналық, психологиялық, педагогикалық және әлеуметтік оңалту, денсаулық пен өмір сапасын жақсарту бағдарламаларымен расталады.

Степень внедрения будет определена в следующем этапе.

Іске асыру дәрежесі келесі қадамда анықталады.

Методы управления открывает путь к созданию высокоэффективных систем, помогающих человеку и расширяющих его функциональные возможности. Применение таких устройств существенно повышает эффективность реабилитационных мероприятий. Эффективность будет подтверждена результатами следующего этапа исследовании.

Басқару әдістері адамға көмектесетін және оның функционалдығын кеңейтетін жоғары тиімді жүйелерді құруға жол ашады. Мұндай құрылғыларды пайдалану оңалту шараларының тиімділігін айтарлықтай арттырады. Тиімділік зерттеудің келесі кезеңінің нәтижелерімен расталады.

Результаты проекта могут быть применимы в образовательных, реабилитационных учреждений и для предприятий, занимающихся разработками робототехники.

Жобаның нәтижелері білім беру, сауықтыру мекемелерінде және робототехниканы дамытумен айналысатын кәсіпорындар үшін қолданылуы мүмкін.

UDC indices
007.52
International classifier codes
55.30.00; 47.00.00; 50.45.01; 59.00.00; 30.01.00;
Key words in Russian
робот; экзоскелет; искусственные мышцы; линейный привод; экзоскелет нижних конечностей;
Key words in Kazakh
робот; экзоскелет; жасанды бұлшықеттер; сызықты жетек; аяқ экзоскелеті;
Head of the organization Сыдыков Ерлан Батташевич доктор исторических наук / Профессор
Head of work Сергазин Ғани Құдайбергенұлы PhD / ассоциированный профессор (доцент)