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帕金森病患者辅助勺

组件和用品

idIoTware Shield
× 1
SG90 微伺服电机
× 1
惯性测量单元 (IMU)(6 度自由度)
× 1
Arduino UNO
× 1

必要的工具和机器

3D 打印机(通用)

应用和在线服务

Arduino IDE

关于这个项目

概览

帕金森病是一种影响运动的进行性神经系统疾病。症状逐渐开始,有时仅用一只手就开始几乎不明显的震颤。震颤很常见,但这种疾病也常导致僵硬或运动减慢。

在帕金森病的早期阶段,您的面部可能很少或没有表情。走路时手臂可能不会摆动。您的讲话可能会变得轻柔或含糊不清。帕金森病的症状会随着病情的进展而恶化。

尽管帕金森病无法治愈,但药物治疗可能会显着改善您的症状。有时,您的医生可能会建议您通过手术来调节您大脑的某些区域并改善您的症状。

症状

帕金森病的体征和症状可能因人而异。早期迹象可能是轻微的,不会引起注意。症状通常从您身体的一侧开始,并且通常会在该侧变得更糟,即使在症状开始影响两侧之后也是如此。

帕金森的体征和症状可能包括:

  • 震颤。 颤抖或颤抖通常始于四肢,通常是您的手或手指。您可能会来回摩擦拇指和食指,这称为药丸滚动震颤。您的手在休息时可能会颤抖。
  • 运动缓慢(运动迟缓)。 随着时间的推移,帕金森病可能会减慢您的运动速度,使简单的任务变得困难且耗时。当您走路时,您的步数可能会变短。从椅子上站起来可能很困难。当您尝试走路时,您可能会拖着脚走路。
  • 僵硬的肌肉。 肌肉僵硬可能发生在您身体的任何部位。僵硬的肌肉可能会让人感到疼痛并限制您的活动范围。
  • 姿势和平衡障碍。 您的姿势可能会弯曲,或者您可能因帕金森病而出现平衡问题。
  • 失去自动动作。 您进行无意识动作的能力可能会下降,包括在走路时眨眼、微笑或摆动手臂。
  • 语言变化。 在说话之前,您可能会轻声、快速、含糊或犹豫地说话。你的演讲可能更单调,而不是通常的变化。
  • 写入更改。 写作可能会变得困难,而且您的文字可能看起来很小。

参考 :https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/parkinsons-disease/symptoms-causes/syc-20376055

项目灵感

我们深受 Liftware Steady (https://www.liftware.com/steady/) 的启发,Liftware Steady 正是为此目的而销售的产品。

我们项目的目标是能够了解通过使用现成的组件构建类似项目可以产生哪些系统动态和倾向。

初步设计思路

我们很早就意识到这是一个具有挑战性的项目,并将带领团队进入我们拥有工作知识的运动控制、物理和 3D 数学领域,这个项目帮助我们将我们的理论付诸实践。

预计该设计将被握在手中,并能够帮助消除人手感觉到的任何颤抖,从而提供水平和稳定原型末端的勺子的能力。

很明显,如果需要,我们必须使用某种可以测量倾斜、加速度、相对和绝对的传感器。幸运的是,Invensense 的 MPU6050 是我们过去使用过的一个模块,并且相信它可以为我们提供我们希望拥有的动态响应(测量速度)。

我们需要能够足够快和足够准确地移动勺子,并发现可以使用业余伺服器。它们具有相当快的响应并且可以提供良好的扭矩。

我们是 Idiotware Shield 的制造商,在项目中使用它是我们很自然的选择,因此我们可以在 5 分钟内完成所有接线和硬件配置。

构建项目的步骤

演示

几天后,我们能够首先计算出 MPU6050 传感器的值,并使用两个伺服电机(其轴垂直放置)和几件 3D 打印件构建了一个定制的两轴旋转机构。

展望未来

我们最初的问题在我们的第一个原型中得到了很好的回答。我们对速度和响应的一些假设与我们在实际中看到的很接近。

  • 使用 PCB 上的 ATtiny/ATmega328 裸机和手工布线使原型更小
  • 更紧密地修复伺服器
  • 安装 18650 电池以运行项目

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代码

帕金森患者用勺子
辅助技术代码https://github.com/CuriosityGym/spoonForParkinsonPatients

制造工艺

  1. 带有 Arduino 的用于飞行模拟器的 LCD 面板
  2. 用于 FS2020 的带有 Arduino 的开关/LED 面板
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  7. 带有 Arduino 或 ESP8266 的电容式指纹传感器
  8. 玩 Nextion Display
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