طراحی دینامیکی و کنترل ربات دو درجه آزادی کابلی بازتوانی در صفحه عرضی

Abstract

بیماری‌هایی مانند سکته‌های قلبی و مغزی که گاهی منجر به اختلالات حرکتی در افراد می‌شوند با بالارفتن میانگین سنی جامعه، افزایش یافته است. امروزه دانشمندان پزشکی برای درمان این اختلالات استفاده از ربات‌هایی تحت عنوان ربات‌های بازتوانی را جایگزین درمانگرهای سنتی کرده‌اند. هدف اصلی این پژوهش طراحی و ساخت یک ربات بازتوانی با هزینه پایین و با قابلیت استفاده خانگی برای بیمار بود. در این پژوهش رباتی ترکیبی از کابل و فنر برای حرکت در صفحه عرضی بدن انسان معرفی شد. بدین منظور، ابتدا سختی و طول آزاد فنرها، طی یک فرآیند بهینه‌سازی به دست آمده است. سپس ناحیه کاری استاتیکی و دینامیکی برای شناسایی رفتار مکانیکی ربات محاسبه شده‌است. در پایان، کنترل‌پذیری سیستم در مسیرهای مختلف و در دو حالت حضور و عدم حضور دست بیمار بررسی و با نتایج حاصل از دستگاه ساخته‌شده صحه‌گذاری شد. نواحی کاری استاتیکی و دینامیکی حاکی از آن است که بیمار به کمک ربات طراحی‌شده به‌خوبی می‌تواند تمارین را انجام دهد. همچنین نتایج کنترلی و نتایج به‌دست‌آمده از آزمایش دستگاه ساخته‌شده نشان‌دهنده پایداری سیستم کنترلی و توانایی آن در از بین‌بردن خطاهای به‌وجودآمده احتمالی طی مسیر است.