Bilek rehabilitasyonu için düşük maliyetli ve taşınabilir bir robotik cihaz geliştirme
Development of a low-cost and a portable robotic device for wrist rehabilitation
Yazar: İBRAHİM KARABIYIK
Danışman: DOÇ. DR. ERGİN KILIÇ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Bilek travmaları = Wrist injuries ; Robotik rehabilitasyon = Robotic rehabilitation

Özet:
Bu çalışma kapsamında, el bileğinde dışa büküm ve içe büküm bilek hareketlerini kaybetmiş kısmi felçli hastalar için düşük maliyetli ve taşınabilir bir robotik cihaz geliştirilmiştir.
Cihazın temel görevi kısmi felçli hastalara tekrarlı bilek hareketleri yaptırarak daha hızlı bir şekilde iyileşmelerini sağlamaktır. Rehabilitasyon merkezlerine ve bir sağlık personeline (terapiste) bağımlı kalmaksızın hastanın ev ortamında rahatça bilek egzersizlerini yapabilmesi için tasarlanmış olan cihazın en önemli özelliği hafif ve taşınabilir olmasıdır. Bunun yanında (ucuz sensör ve motor kullanımı sayesinde) maliyeti olabildiğince düşük tutulan robot çok sayıda hasta tarafından kullanımına imkan oluşturmaktadır.
Cihazın pasif ve aktif rehabilitasyon olmak üzere iki farklı denetim modu bulunmaktadır. Pasif rehabilitasyon modunda değişken hızlarda salınım hareketi ve potansiyometre ile konum kontrolü gerçekleştirilmiştir. Cihazın aktif modunda ise EMG algılayıcıları üzerinden cihaz denetimi doğrudan sağlanabildiği gibi kuvvet sensörü yardımı ile de bir admitans kontrol mimarisi gerçekleştirilmiştir.
Bu çalışmadaki en önemli hedeflerden biri düşük maliyet olduğu için performans/fiyat oranını makul bir düzeyde tutabilmek adına bir takım tasarım (hem mekanik hem de elektronik donanım) faaliyetlerinde bulunulmuş olup hem taşınabilir (hafif ve mobil) hem de düşük maliyetli bir bilek rehabilitasyon robotu üretilmiştir. Cihazın taşınabilir ve ucuz olması sayesinde kısmi felçli hastalar tarafından kolayca temin edilebilecek ve tedavi süreci hastane ve rehabilitasyon merkezlerine bağlı kalmaksızın yürütülebilecektir.

Abstract:
In this study, a low cost and a portable robotic device has been developed for patients with partial paralysis who have lost outward and twist wrist movements in the wrist.
The main task of the device is to allow patients with partial paralysis to recover more quickly by performing repetitive wrist movements. The device is designed to allow the patient to perform wrist exercises comfortably in the home environment without being dependent on rehabilitation centers and a medical staff (therapist). In addition, the robot is kept as low-cost as possible (thanks to the use of cheap sensors and motors), allowing the use of a large number of patients.
The device has two different monitoring modes, passive and active rehabilitation. In passive rehabilitation mode, oscillation movement at variable speeds and position control with potentiometer were performed. In the active mode of the device, device control can be provided directly via EMG sensors and an admittance control architecture is realized with the help of a force sensor.
Since one of the most important goals in this study is low cost, a number of design activities (both mechanical and electronic equipment) have been carried out in order to keep the performance / price ratio at a reasonable level and a portable (light and mobile) and low cost wrist rehabilitation robot has been produced. The device is portable and inexpensive so that it can be easily supplied by patients with partial paralysis and the treatment process can be carried out independently of hospitals and rehabilitation centers.