ربات فيزيوتراپي خودكار براي توانبخشي افراد ضعيف و معلول و ناتوان در حين انجام حركات نشت و برخاست. مقدمه: مطالعات تحقيقاتي كه از سال 1381 در زمينه روشهاي توليد دستگاههاي توانبخشي توسط اينجانب مهندس سيد مهدي صفوي انجام گرديد در جهت رفع نياز انساني براي افراد معلول و يا ناتوان و ضعيف تعريف و طراحي گرديده است كه طرح اوليه كاملا مكانيكي اين اختراع در آبان ماه سال جاري به ثبت رسيد مبنا و پايلوت اين اختراع جديد است. در اختراع قبلي عليرغم اينكه از لحاظ سادگي تجهيزات كاربردي و استفاده آن منحصر بفرد است ليكن استفاده از ان براي بعضي از افراد معلول كه دچار بيش از 75% معلوليت و ناتواني جسمي باشند با مشكلاتي همراه است و براي بكارگيري اين دستگاه براي اينگونه افراد نياز به سيستم رموت كنترل دارد. بنابراين مجددا مطالعات و بررسيهاي تكميلي براي تجهيز و تكامل اين دستگاه توسط اينجانبان مهندس س. م. صفوي و علي نوري آل آقا دانشجوي دوره PhD روانپزشكي با مشاوره آقاي دكتر يونس عليزاده دانشيار كرسي مهندس مكانيك دانشگاه صنعتي امير كبير و عضم هيئت علمي دانشگاه صنعتي امير كبير انجام گرديد و در نتيجه تكميل اين طرح اختراعي بشرح ذيل اجرا گرديد.

در سيستم" اسكنر ليزري شمارنده ورق كارتن" ابتدا رايانه با بهره گيري ازاسكن اشعه ليزر و دوربين تصوير لازم از مقطع ورقهاي- روي هم چيده شده -تهيه وبعد به كمك الگوريتم ها و متدهاي پيچيده پردازش تصوير تعداد ورق هاي (دولا سه لا پنج لاو...)كارتن(مقوا يا پلاستيك) روي هم چيده شده را شمرده ونتيجه را روي صفحه نمايشگر نمايش مي دهد.هم اكنون در كارخانجات توليد ورق كارتن اين كار طاقت فرسا بوسيله نيروي انساني انجام مي شودلذاعلاوه برنداشتن دقت كافي بسيار وقت گير نيز مي باشد در صورتي كه اين سيستم قادر است تعداد بيش از پانصد ورق ( روي هم چيده شده ) را در زمان كمتر از يك دقيقه با دقت صد در صدي شمارش نمايد.

طبق آمار، در سال 1390 تعداد معلولين كل كشور يك ميليون و صد هزار نفر بوده است. از اين تعداد نزديك به صد و بيست هزار نفر داراي نقص تنه ، صد و چهار هزار نفر داراي نقص دست و سي هزار نفر داراي نقص پا هستند . با توجه به افزايش روز افزون تعداد معلولين قطع نخاع گردني ناشي از بيماري هاي مختلف و حوادث گوناگون، كه منجر به كاهش روا بط اجتماعي در آنان ميگردد، فراهم نمودن تسهيلات مناسب حركتي براي اين عزيزان، ضرورتي بارز محسوب ميشود. يكي از ابزارهاي مفيد براي افزايش قابليت حركت معلولين، ويلچر مي باشد. ويلچر موتوري داراي \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\"جوي استيك چانه اي يا دستي\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\" به افراد معلولي كه نمي توانند راه بروند كمك مي كند. اما استفاده از اين گونه ويلچرها براي افراد قطع نخاع گردني به علت عدم كنترل كافي در هدايت ويلچر، سخت يا غير مكن مي باشد. براي اينگونه افراد لازم است متناسب با ميزان معلوليت كاربر، واسط هاي انسان - ويلچر ديگري پياده سازي شود. لذا به منظور دست يابي به اين مهم ، استفاده از سيگنال چشمي راهكاري مناسب و آسان محسوب ميشود. در طرح ارائه شده، امكان كنترل ويلچر به وسيله حركت چشم براي اشخاصي كه توانايي حركت ندارند فراهم شده است. براي اين منظور،سه عدد الكترود روي پيشاني و دوطرف چشمان كاربر نصب شده و كاربر با نشستن روي ويلچر و حركت چشم خود قادر به حركت دادن ويلچر خواهد بود. سيگنال هاي چشم در اثر اختلاف ولتاژ ناشي از دو قطبي قرنيه و شبكيه ( EOG ) - قرنيه داراري پتانسيل مثبت و شبكيه داري پتانسيل منفي - به وجود مي آيد كه با حركت كره چشم به اطراف، مقدار اين ولتاژ متناسب با زاويه كره چشم تغيير ميكند. اين سيگنالها توسط الكترودها ثبت مي شود اما بدليل ضعيف و نويزي بودن اين سيگنال ها، امكان پردازش مستقيم وجود ندارد. لذا با طراحي و ساخت چند طبقه تقويت كننده و فيلتر هاي مناسب سيگنال را تقويت و تميز مي كنيم. پس از نمونه برداري، داده ها را در يك سيستم پردازشي پردازش كرده و در نهايت با اجراي الگوريتم تصميم گيري طراحي شده، فرمان هاي كنترلي نهايي را جهت كنترل سيستم محرك سيستم كه متشكل از دو موتور مي باشد، استخراج مي كنيم.

طيف سنج تحرك يوني (IMS)، به عنوان يك ابزار مؤثر و معتبر، توانايي هاي بالقوه خود را جهت آشكارسازي سريع، حساس و ساده تركيبات آلي به اثبات رسانيده است. به رغم اين مزاياي برجسته، استفاده از اين آشكارساز در شناسايي مخلوط هاي پيچيده از تركيبات مختلف، همراه با مشكلاتي خواهد بود. به منظور غلبه بر اين مشكلات، مي توان از يك سيستم كروماتوگراف گازي (GC) به منظور جداسازي و ورود جزء به جزء نمونه به طيف سنج تحرك يوني استفاده نمود. سيگنال خروجي سيستم تزويجي GC-IMS، يك جريان الكتريكي فوق العاده كوچك (در حد پيكوآمپر) و متغير با زمان مي باشد كه ناشي از پرواز يون ها در فشار اتمسفر در درون سل طيف سنج تحرك يوني مي باشد. اين جريان در عين ناچيز بودن و نويزپذيري بسيار بالا، حاوي اطلاعات تجزيه اي منحصر به فرد در دو بعد جهت تشخيص كيفي و كمي نمونه تزريق شده به دستگاه GC-IMS مي باشد. به منظور استخراج اطلاعات پنهان موجود در اين سيگنال نويزي، حساس و كوچك، نياز به توسعه سيستم ها و مدارات آنالوگ ويژه جهت انجام اعمال آماده سازي سيگنال (signal conditioninig) از يك طرف و پياده سازي روش هاي جديد و كارآمد پردازش سيگنال، فيلترينگ طيف و افزايش نسبت سيگنال به نويز از طرف ديگر مي‌باشد (شكل 1). نكته شايان توجه اين است كه اين روش ها، عموماً پيچيده و زمانبر بوده وامكان آناليز آنلاين و بلادرنگ را از سيستم سلب مي نمايند. از آنجا كه دستيابي به اطلاعات در لحظه (بلادرنگ) و يا در زمان واقعي جهت آناليزها و بررسي‌هاي ميداني ضروري است، اين مشكل در آناليزهاي ميداني يك محل توسط آناليزورهاي گازي شيميايي از جمله كروماتوگراف گازي – طيف سنج تحرك يوني بيش از پيش نمود پيدا كرده و به يك مسأله حاد و مهم تبديل شده است. هدف از اين طرح، ارائه يك سيستم جامع طيف نگار دوبعدي به منظور نمايش و آناليز داده هاي دستگاه GC-IMS به صورت بلادرنگ و بدون تأخير جهت استفاده در آناليزهاي ميداني مي باشد (شكل 2). روش مورد نظر شامل اجزاي زير مي باشد: 1-\\tمبدل جريان به ولتاژ نويز پايين با بهره بسيار بالا 2-\\tتقويت كننده نويز پايين با بهره بالا 3-\\tسيستم نمونه برداري و اكتساب داده با سرعت بالا 4-\\tدسته بندي و صف بندي داده 5-\\tاعمال روش هاي محاسباتي سريع و بهينه شده جهت كاهش نويز 6-\\tنمايش آنلاين اطلاعات 7-\\tآناليز آنلاين اطلاعات و تعيين نوع ماده همراه با خروجي آلارم به صورت صوتي و نمايشي طرح پياده سازي شده توانايي استفاده به عنوان يك سيستم جامع و كارآمد جهت آناليز بلادرنگ و آنلاين داده هاي GC-IMS به منظور استفاده در آناليزهاي ميداني را دارا مي باشد.

محدوديت ها وكاستي هاي فراوان دستگاه هاي موجود از جمله اختلاف دماي بخار سرد و گرم آن در بهترين دستگاه هاي موجود حداكثر بين 5 تا 8 درجه سانتيگراد ميباشد ،عدم كنترل بر روي دبي جريان بخور خروجي ،عدم وجود سيستمي جهت تنظيم دماي بخار متناسب با دماي محيط،عدم توانايي آنها در در صورت قطع برق و يا مكاني كه به برق دسترسي نداشته باشد ، ميباشند . دستگاه هاي بخوري كه امروزه به عنوان بخور گرم با آنها آشنا هستيم توسط يك المنت با بخار كردن هر لحظه حجم و مقداري از آب به صورت آني آب را توسط المنت به بخار تبديل ميكنند. دستگاه هايي با توليد بخار سرد نيز وجود داردكه اين سيستم ها آب را در دماي معمولي با توليد ارتعاشات بالا در ثانيه (بين 1 تا 2 مگاهرتز ) به بخار تبديل ميكنند . دستگاه هايي به منظور توليد بخار سرد و گرم نيز وجود دارند كه داراي تمامي ايرادات فوق ميباشند ما دستگاهي ارائه كرده ايم كه حل اين مشكلات پرداخته و داراي ويژگي هاي منحصر به فرد دستگاه شامل : سنسور هاي دمايي دستگاه كه خود به دو سنسور مربوط به سنسور دماي بخار و سنسور دماي محيط تقسيم ميشود ، سنسور رطوبت سنج محيطي ، سنسور سطح سنج كه در صورت كم شدن ميزان آب موجود در دستگاه هم بوق هشدار براي اطلاع از كمبود آب به صدا درخواهد آمد ، سيستم پيشرفته حرارت دهي و خنك كننده جهت تامين بخار در هر رنج دمايي ، سيستم عدم قطع فرآيند در صورت قطع و يا نبود برق ،سيستم اضافه كردن كاپ دارو براي تبديل دستگاه به يك نبوليزر ، سيستم رسوب گيري مجهز به يك نانو فيلتر و سيستم تهويه مطبوع كه در صورت نياز با اضافه كردن مواد دارويي و يا خوشبو كننده يك نوع بخور خاص را تحت شرايط دلخواه توليد ميكند.

معايب و مشكلات موجود در دستگاه كنوني به شرح زير است : عدم استفاده از دستگاه در هر مكان با شرايط آب و هوايي متفاوت ،عدم كنترل بر روي ميزان هواي ورودي ،عدم كنترل بر روي مقدار دي اكسيد كربن ، عدم كنترل بر روي ميزان اكسيژن خاموش شدن دستگاه و قطع روند بسيار حساس جوجه كشي در صورت قطع برق ،مصرف برق بالا به جهت تامين حرارت و رطوبت ،يكنواخت نبودن دما و رطوبت در داخل محفظه،عدم وجود شرايطي عاري از آلودگي تعويض شانه قرارگيري تخم ها براي انواع تخم ها. ما با ارائه يك دستگاه در فرآيند جوجه كشي با انجام محاسبات دقيق روندي را به وجود آورده ايم كه در بتوان از اين دستگاه تحت هر شرايط جوي بهترين عملكرد و راندمان را انتظار داشت . سيستم كنترل فشار هوا در اين دستگاه سبب شده تا يك دستگاه جوجه كشي همانند يك راكتور تحت فشار عمل كند و با رعايت تمامي پارامتر هاي دخيل بتواند راندمان حداكثري را داشته باشد ، سيستم طراحي مدار و ساخت يك اپليكيشن براي دستگاه ها سبب شده تا اپراتور بتواند از هر جاي دنيا و در هر ساعت با دستگاه خود ارتباط برقار كرده و آنراكنترل كند تامين رطوبت در اين دستگاه توسط يك دستگاه بخور سردو گرم انجام ميپذيرد كه ابداعي خود تيم ميباشد ، جهت تنظيم هواي ورودي و اكسيژن هواي ورودي ابتدا توسط يك هواكش هوا را ازيك نانو فيلتر سيليكاژل عبور داده تا رطوبت آن به حداقل برسد چرخش راك ها نيز توسط يك موتور گيربكس هوشمند كه به سبب آن ميتوان نوع چرخش ،مدت زمان تكرار و زاويه چرخش را انجام داد ، سيني هاي قرار گيري تخم ها به نحوي طراحي شده است كه توسط آن ميتوان هر نوع تخم را ودر هر سايز و اندازه اي و بدون تعويض سيني قرار داد و بهترين عملكرد را از آن انتظار داشت ، طراحي سيني هاي قرار گيري تخم ها از طراحي سيني هاي برج تقطير مهندسي شيمي استفاده شده است كه بهترين نحوه گردش هوا در داخل آن و به صورت يكنواخت انجام ميگيرد ، دستگاه مجهز به سيستمي شده است كه حتي در صورت قطع برق نيز به روند كاري خود ادامه ميدهد ، تجهيز دستگاه به سيستم سيور نطفه و نيز وجود سيستم ضدعفوني كننده از ويژگي هاي منحصر به فرد اين دستگاه به شمار ميرود .از جمله كاربرد هاي دستگاه نيز ميتوان جوجه كشي براي انواع پرندگان و ماكيان تحت هر شرايط جوي و اندازه تخم نام برد

مشكل بازرسي و نظافت قفس در طول دوره ، عدم وجود قابليت نظارت و كنترل عيني ( مانيتورينگ ) ، عدم وجود سيستم غذا دهي در طول دوره ، عدم و جود سيستم تخليه و وزن كشي ، عدم قابليت جا به جايي و انتقال قفس، عدم وجود سيستم تعليق مناسب ،استفاده از تور ها و تجهيزات سنتي وآسيب پذير ، عدم كنترل آنلاين پارامتر هاي دخيل و موثر در روند آبزي پروري ما با ارائه يك قفس در فرآيند آبزي پروري با انجام محاسبات دقيق روندي را به وجود آورده ايم كه در بتوان از اين دستگاه تحت هر شرايط جوي بهترين عملكرد و راندمان را انتظار داشت . از جمله ويژگي هاي منحصر به فرد قفس مورد نظر ميتوان به بكارگيري قطعات و تجهيزات با استفاده از فناوري نانو ،ربات هوشمند تميز كننده قفس ،سيستم محصور سازي اتوماتيك با دو روش اجرايي جهت انجام عمليات هاي درماني و ضروري ، سيستم تازه سازي آب و اكسيژن رساني، سيستم كنترل لجن و آلودگي،سيستم غذا دهي اتوماتيك سيستم اتوماتيك و هوشمند وزن كشي و تخليه ، سيستم مهندسي معلق سازي ،سيستم روشنايي و اعلام و خطر و دفع حملات پرندگان مهاجم و سيستم كنترل از راه دور و در نهايت پنل و مغز مركزي دستگاه كه ارتباط بين تمامي پارامتر ها و زير سيستم هاي ابداعي را به صورت كاملا هوشمند در قفس اشاره كرد . از جمله كاربرد هاي قفس هاي تمام مكانيزه ميتوان به پرورش انواع آبزيان سردابي و گرمابي در آبهاي آزاد ، دريا ها سد ها و ساير مناطق آبي و همچنين ايجاد زمينه بسيار گسترده اشتغالزايي در سراسر كشور اشاره كرد .

طراحي و ساخت دستگاه آشكارساز دستي مكشي سبك مقادير ناچيز تركيبات نيترو آروماتيك (Hand-held IMS) براساس روش طيف سنجي تحرك يوني ارائه گرديده است. زمينه فني اختراع طراحي و ساخت دستگاه در حوزه شيمي تجزيه مي باشد. مشكلات فني مطرح در اين اختراع شامل: 1- كوچك‌سازي، سبك سازي و هوشمندسازي 2- نمونه برداري آسان و سريع به منظور افزايش دامنه عملكرد 3- عدم نياز به تغذيه خارجي 4- كاهش نويزپذيري و افزايش حساسيت راه حل : 1- طراحي و ساخت سل مينياتوري 2- نمونه برداري مبتني بر مكش 3- كاهش زمان آماده سازي 4- كاهش زمان بين دو آناليز متوالي و خارج كردن سريع مواد ناشي از آناليز قبلي 5- توسعه و كسب دانش فني سيستم داده‏برداري و كنترل اين محصول در طيف وسيعي از بخش هاي دولتي، خصوصي و صنعتي نظير نيروهاي نظامي و انتظامي، فرودگاه ها، سالنهاي اجلاس، نمايشگاه هاي بين المللي، مراكز حمــل و نقل، مكان هاي توريستي، گمركات و زندان ها كاربرد دارد. برجستگي هاي فني: كاليبراسيون اتوماتيك ابعاد كوچك: 13 * 45 * 19 سانتيمتر وزن كم: 3.350 كيلوگرم باطري قابل شارژ زمان آماده شدن: 15 دقيقه زمان آناليز و رفع آلودگي: كمتر از 20 ثانيه حساسيت: نانو گرم هشدار صوتي و تصويري

معايب و مشكلات موجود در دستگاه كنوني به شرح زير است : نياز به فضاي بزرگ و اب جاري يا اب تازه چاه،اتلاف حجم زيادي اب قابل شرب ،عدم وجود سيستم تصفيه و كنترلينگ و عملگر،مشكل بازرسي و نظافت در طول دوره ، عدم وجودسيستم هيتينگ و كولينك ، عدم قابليت جا به جايي و انتقال سيستم،عدم وجود سيستم غذا دهي در طول دوره ،عدم كنترل آنلاين پارامتر هاي دخيل و موثر در روند آبزي پروري ،عدم وجود سيستم تزريق اكسيژن . ما با ارائه يك سيستم در فرآيند آبزي پروري با انجام محاسبات دقيق روندي را به وجود آورده ايم كه در بتوان از اين دستگاه تحت هر شرايط جوي بهترين عملكرد و راندمان را انتظار داشت . از جمله ويژگي هاي منحصر به فرد سيستم مورد نظر ميتوان به بكارگيري سيستم تازه سازي آب و اكسيژن رساني، سيستم كنترل لجن و آلودگي،سيستم غذا دهي اتوماتيك سيستم اتوماتيك ،سيستم تميز كننده و تصفيه اتوماتيك، سيستم كولينگ و هيتينگ، سيستم ضدعفوني و گند زدايي با استفاده از لامپهاي يو وي ،سيستم روشنايي و اعلام و خطر و دفع حملات پرندگان مهاجم و سيستم كنترل از راه دور و در نهايت پنل و مغز مركزي دستگاه كه ارتباط بين تمامي پارامتر ها و زير سيستم هاي ابداعي را به صورت كاملا هوشمند درسيستم اشاره كرد . از جمله كاربرد هاي سيستم هاي تمام مكانيزه ميتوان به پرورش انواع آبزيان سردابي و گرمابي و ميگو، در خانه يا كارگاه و جهت مشاغل خانگي و روستايي همچنين ايجاد زمينه بسيار گسترده اشتغالزايي در سراسر كشور اشاره كرد .

ميز آزمون جامع طيف سنجي تحرك يوني ( IMS test bench) ارائه گرديده است. زمينه فني اختراع طراحي و ساخت دستگاه در حوزه شيمي تجزيه ميباشد. \\\\tمشكلات فني مطرح در اين اختراع شامل: 1-\\\\tافزايش اطمينان و تسريع سيستم تست قطعات طيف سنجي تحرك يوني قبل از نصب در آشكارسازهاي دستي و دو منظوره ايستگاهي 2-\\\\tشناسايي و تعويض آسان قطعات معيوب سيستم طيف سنجي تحرك يوني 3-\\\\tاطمينان از عملكرد قطعات مونتاژي در خط توليد آشكارسازهاي دستي و دو منظوره ايستگاهي قبل از نصب بر روي دستگاه 4-\\\\tزمان آمادهسازي ميز آزمون 5-\\\\tايمني ميز آزمون 6-\\\\tتعويض مد دستگاه \\\\tراه حل: 1-\\\\tطراحي و ساخت تجهيزات الكترونيكي و مكانيكي مرجع 2-\\\\tانجام همزمان تست مكانيكي، الكترونيكي و حرارتي 3-\\\\tتعويض سريع قطعات مكانيكي و الكترونيكي مورد تست با قطعات مرجع 4-\\\\tتوسعه سيستم هاي ايمني الكترونيكي در مواجهه با منابع تغذيه ولتاژ بالا 5-\\\\tتوسعه و كسب دانش فني كليد تعويض مُد دستگاه \\\\tبرجستگي هاي فني: 1-\\\\tزمان آماده شدن: 30 دقيقه 2-\\\\tزمان تست الكترونيكي: كمتر از يك دقيقه 3-\\\\tزمان عيب يابي: كمتر از 300 ثانيه 4-\\\\tگاز حامل: هواي محيط