Selected methods of trajectory planning of the upper limb exoskeleton

• Autorzy: Głowiński S. , Kurzydło W.

Warianty tytułu

PL

Wybrane metody planowania trajektorii egzoszkieletu kończyny górnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article introduced the issues related to the trajectory planning of manipulators used in the rehabilitation process. At the beginning author described the model parameters of the upper limb exoskeleton, as a kinematic chain, which was developed by the notation Denavit - Hartenberg. By using DH notation a computer model of upper limb with the script containing the necessary data for simulation by using package MATLAB - Simmechanics was prepared. The polynomial of the third and fifth degree with a detailed description of mathematical models for trajectory planning was characterized. The results of simulations using these models were presented. Simulation was performed by using the results of earlier studies inverse kinematics exoskeleton. The displacement and velocity of movement of selected joints were described. Presented trajectories could be used for exoskeletons in various applications as a rehabilitation and ergonomics.

PL

Artykuł wprowadza w problematykę związaną z planowaniem trajektorii ruchu manipulatorów wykorzystywanych w procesie rehabilitacji. Na początku przedstawiono parametry modelu egzoszkieletu kończyny górnej, jako łańcucha kinematycznego opracowanego przy wykorzystaniu notacji Denavita - Hartenberga. Następnie zbudowano model komputerowy ze skryptem zawierającym niezbędne dane do symulacji wykorzystując pakiet MATLAB - Simmechanics. Scharakteryzowano wielomian trzeciego i piątego stopnia ze szczegółowym opisem modeli matematycznych do planowania trajektorii. Przedstawiono wyniki symulacji przy wykorzystaniu tych modeli. Opisano modele prędkościowe (trapezowy i kosinusowy). Przeprowadzono symulację korzystając z wyników wcześniejszych badań kinematyki odwrotnej egzoszkieletu i zaprezentowano wyniki w postaci przemieszczeń i prędkości wybranych stawów ruchowych. We wnioskach nakreślono cel następnych badań.

Słowa kluczowe

EN

trajectory; limb exoskeleton; MATLAB

PL

model trajektoryjny; kończyna górna; MATLAB

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 4
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., fig., rys., tab., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Głowiński S.

• Politechnika Koszalińska

autor

Kurzydło W.

• Klinika Rehabilitacji, Instytut Fizjoterapii, Collegium Medicum Uniwersytet Jagielloński

Bibliografia

• 1. Bellman R., Dynamic Programming, Princeton University Press, New Jersey, 1957.
• 2. Boryga M., Graboś A., Planning of manipulator motion trajectory with higher-degree polynomials use, Mechanism and Machine Theory , Vol.44, str. 1400-1419, 2009.
• 3. Crowell H.P., Human Engineering Design Guidelines for a Powered Full Body Exoskeleton, Army Research Laboratory, ARL-TN-60, 1995.
• 4. Davies D.V. , Davies F., Gray’s Anatomy, 33 ed. Green & Co Ltd., 1962.
• 5. Głowiński S., Pecolt S., Egzoszkielety - notacja Denavita - Hartneberga, Technika Transportu Szynowego, Vol. 10, str.233-240, 2012.
• 6. Hartenberg R.S, Denavit J., A kinematic notation for lower pair mechanisms based on matrices, Journal of Applied Mechanics, Vol. 77, str. 215–221, June 1955.
• 7. Heimann B., Gerth W., Popp K., Mechatronika, komponenty metody przykłady, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001.
• 8. Kutz M., Standard Handbook of Biomedical Engineering and Design, The McGraw-Hill Companies, Inc., 2003.
• 9. Pons J., Wearable robots: Biomechatronic exoskeletons, John Willey and Sons, USA, 2008.