طراحی و ساخت ربات پوشیدنی قابل ِحمل دست تحت کنترل مد لغزشی

Abstract

دست انسان اندام حرکتی پیچیده‌ای است. عواملی مانند سکتۀ مغزی می‌تواند عملکرد دست را مختل کند. این بیماران در انجام‌ دادن فعالیت‌های روزانه استقلال فردی را از دست می‌دهند. تعامل انسان با ربات موجب پیدایش دستگاه‌های جدیدی به منظور توان‌افزایی شده‌ است. هدف از اجرای پژوهش حاضر طراحی و ساخت یک نمونۀ اولیه مفهومی ربات پوشیدنی قابل‌حمل است. این ربات به منظور استفاده در فعالیت‌های روزمرۀ بیمارانی که توانایی اکستنشن (باز‌شدن) دست خود را از دست داده‌اند طراحی شده است. از جمله چالش‌های این حوزه می‌توان به هزینۀ بالا به دلیل استفاده از عملگرهای و حسگرهای متعدد برای کنترل اشاره نمود. با افزایش تعداد قطعات به‌کار رفته در ساخت وسیله، وزن نهایی آن بالا رفته و عملاً قابلیت حمل نخواهد داشت. با توجه به اهمیّت قابل‌حمل بودن و نیاز کاربر برای استفادۀ طولانی از ربات، در اینجا اجزای مکانیزم با وزن کم طراحی شده­اند. در مکانیزم ارائه شده، به پایین‌ترین مفصل چهار انگشت دست، هم‌زمان و تنها با یک عملگر الکتریکی گشتاور اعمال می‌شود و در نتیجه، انگشتان باز می‌شوند. سیستم انتقال نیرو با الگوگرفتن از تاندون‌های دست، به کمک تغییر طول کابل طراحی گردید. به دلیل اغتشاشات و غیر خطی بودن سیستم، کنترل مُد لغزشی با هدف کمینگی خطا طراحی گردید. نتایج کنترل به ازای زاویۀ خروجی دلخواه مطلوب نشان داد که زاویۀ مفصل به زاویۀ طراحی همگراست و خطا به صفر میل می­­کند. نتایج خوب عملی، همچنین کم‌بودن هزینه و وزن نهایی نمونۀ اولیۀ ساخته‌شده، حاکی آن است که پژوهش قابلیت توسع ه­پذیری دارد.