Design and development of EMG controlled bionic prosthesis hand

• Autorzy: Tutak J. S. , Klatka B.

Warianty tytułu

EN

Projekt sterowanej sygnałami EMG bionicznej protezy dłoni

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper suggests a new approach to an EMG controlled prosthetic hand. The biomechanical, ergonomics, electrical/electronics, hardware/software aspects of the design are described in the article. The most important objectives of this project include: simplified model of fingers and thumb, the basic functionality (especially opening and closing the hand), a simple controlling model to fulfil user’s expectations, simplified construction with a minimum number of drives, modular construction for the future expansion. The rapid prototyping was used to make selected elements of a prototype.

PL

W artykule opisano projekt bionicznej protezy dłoni, w której zastosowano sterowanie sygnałami EMG. Przedstawiono aspekt biomechaniki, konstrukcję, układ elektryczny, elektroniczny i oprogramowanie. W projekcie uwzględniono współpracę wszystkich palców (wskazującego, środkowego, serdecznego, małego oraz kciuka). Zaprojektowany oraz wykonany prototyp bionicznej protezy ręki zapewnia możliwość realizacji najważniejszych chwytów oraz gestów. Projekt wraz z przygotowanym prototypem powstał w oparciu o mechatroniczne podejście do projektowania. Do wykonania funkcjonalnych elementów prototypu protezy zastosowano metodę rapid prototyping.

Słowa kluczowe

EN

bionic prosthesis hand; mechatronics; EMG system

PL

bioniczna proteza ręki; mechatronika; sterowanie EMG

• Wydawca: Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Aparatury Badawczej i Dydaktycznej, COBRABiD sp. z.o.o
• Czasopismo: Aparatura Badawcza i Dydaktyczna
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 21, nr 4
• Strony: 184--190
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il., rys., wykr.

Twórcy

autor

Tutak J. S.

• Rzeszow University of Technology, The Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Department of Applied Mechanical and Robotics

autor

Klatka B.

• Rzeszow University of Technology, The Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Department of Applied Mechanical and Robotics

Bibliografia

• [1] Feigin V. L., Lawes C. M., Bennett D. A., Barker-Collo S. L., Parag V., Worldwide stroke incidence and early case fatality reported in 56 population-based studies: a systematic review. Lancet Neurol. 2009;8: 355-369.
• [2] Laver K., George S., Ratcliffe J., Crotty M., Virtual reality stroke rehabilitation – hype or hope? Australian Occupational Therapy Journal. 2011;58: 215-219.
• [3] Seale G. S., Berges I. M., Ottenbacher K. J., Ostir G. V., Change in positive emotion and recovery of functional status following stroke. Rehabil. Psychol. 2010;55: 33-39.
• [4] Hayward K., Barker R., Brauer S., Interventions to promote upper limb recovery in stroke survivors with severe paresis: a systematic review. Disability and Rehabilitation. 2010;32: 1973-1986.
• [5] Pignolo L., Robotics in neuro-rehabilitation. J. Rehabil. Med. 2009;41(12): 955-960.
• [6] Balasubramanian S., Klein J., Burdet E., Robot-assisted rehabilitation of hand function. Current Opinion in Neurology. 2010(23): 661-670.
• [7] Iqbal J., Tsagarakis N., Fiorilla A., Caldwell D., A portable rehabilitation device for the hand. 32nd IEEE Annual International Conference of Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC). 2010;9: 3694-3697.
• [8] Pons J. L., Rehabilitation exoskeletal robotics the promise of an emerging field. IEEE Eng. in Med. and Biol. Magazine. 2010;29(3): 57-63.
• [9] Iqbal J., A human hand compatible optimised exoskeleton system. 2010 IEEE Int. Conf. Rob. and Biomimetics. 2010: 685-690.
• [10] Brokaw E. B., Hand spring operated movement enhancer (handsome). IEEE Trans. Neur. Sys. and Rehab. Eng. 2011;9(4): 391-399.
• [11] Blake J., Gurocak H. B., Haptic glove with MR brakes for virtual reality. IEEE/ASME Trans. Mech. 2009;5: 606-615.
• [12] Chiri A., Mechatronic design and characterization of the index finger module of a hand exoskeleton for post-stroke rehabilitation. IEEE/ASME Trans. Mech. 2012;17(5): 884-894.
• [13] Vitiello N., NEUROExos: A powered elbow exoskeleton for physical rehabilitation. IEEE Trans. Rob. 2013;29(1): 220-235.
• [14] Cempini M., Self-Alignment mechanisms for assistive wearable robots: A kineto-static compatibility method. IEEE Trans. Rob. 2013;29(1): 236-250.
• [15] Schabowsky C. N., Godfrey S. B., Holley R. J., Lum P. S., Development and pilot testing of HEXORR: Hand EXOskeleton rehabilitation robot. J. Neuroeng. Rehabil. 2010;7: 36-54.
• [16] Gedliczka A., Atlas miar człowieka. Dane do projektowania i oceny ergonomicznej. Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa, 2001.
• [17] Ventimiglia P., Design of a human hand prosthesis, WPI, Worcester (USA), 2012.
• [18] Botland, http://botland.com.pl/
• [19] Bitsophia, http://www.bitsophia.com
• [20] Budzik G., Burek J., Dziubek T., Turek P., Zastosowanie systemów RE/CAD/RP w procesie projektowania i wytwarzania modeli medycznych żuchwy. ABiD. 2016;1: 4-9.