Статті

СИСТЕМА ШТУЧНОЇ ПРОПРІОЦЕПЦІЇ ПРОТЕЗА КИСТІ ЛЮДИНИ НА ОСНОВІ ГНУЧКИХ ТЕНЗОРЕЗИСТИВНИХ СЕНСОРІВ

О. Ф. Дозорська
Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя, м. Тернопіль
В. Г. Дозорський
Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя, м. Тернопіль
Л. Є. Дедів
Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя, м. Тернопіль
О. М. Плавуцький
Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя, м. Тернопіль
В. Б. Валяшек
Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя, м. Тернопіль
Ключові слова
протез кисті штучна пропріоцепція тензорезистивний сенсор 3D-друк вібраційний зворотний зв’язок сенсорний зворотний зв’язок

Анотація

У статті розглянуто питання розроблення системи штучної пропріоцепції для протеза кисті людини, що призначена для передавання користувачеві інформації про положення та ступінь згинання пальців без постійного використання зорового контролю. Запропоновано структурну схему системи штучної пропріоцепції, до складу якої входять гнучкі тензорезистивні сенсори кута згинання, модуль збору даних, мікроконтролер, блок цифрової обробки сигналів, система вібраційного зворотного зв’язку та автономне джерело живлення. Як первинні вимірювальні елементи запропоновано використовувати сенсори на основі електропровідного термопластичного поліуретану Conductive TPU, виготовлені методом 3D-друку. Запропоновано конструкцію сенсора та розглянуто принцип його роботи і особливості розміщення на тильній поверхні пальця протеза в області шарнірного з’єднання. Сформовано математичну модель роботи такого сенсора, яка враховує геометричну та п’єзорезистивну складові зміни опору, а також вплив параметрів FDM-друку на характеристики сенсора. Запропоновано підхід до експериментального калібрування сенсорів та визначення залежності між електричним опором і кутом згинання.

Біографії авторів

О. Ф. Дозорська, Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя, м. Тернопіль
к.т.н.
В. Г. Дозорський, Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя, м. Тернопіль
к.т.н., доцент
Л. Є. Дедів, Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя, м. Тернопіль
к.т.н., доцент
О. М. Плавуцький, Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя, м. Тернопіль
аспірант
В. Б. Валяшек, Тернопільський національний технічний університет імені І. Пулюя, м. Тернопіль
к. фіз.-мат. н, доцент