| مدل‌سازی دینامیکی یک سامانه رباتیک همیار برای کمک به حرکت نشستن و برخاستن |
| کد مقاله : 1163-ITME |
| نویسندگان |
|
سیدآرش حق پناه *1، حمید مکارم1، احمد شاهین2 1دانشکده مهندسی مکانیک ، دانشگاه شیراز ، شیراز ، ایران 2دانشگاه علوم پزشکی شیراز ، شیراز ، ایران |
| چکیده مقاله |
| سامانه‌های رباتیک پشتیبان حرکتی به طور معمول با هدف افزایش پایداری در هنگام راه‌رفتن طراحی و به‌کار گرفته می‌شوند. در این پژوهش، عملکرد این سامانه‌ها فراتر از کاربرد متداول آن‌ها توسعه داده شده و به منظور پشتیبانی از حرکت نشستن به ایستادن مورد استفاده قرار گرفته‌اند. دو رویکرد مجزا برای پشتیبانی از این حرکت معرفی و ارزیابی شده است. در رویکرد اول، پشتیبانی غیرفعال ، سامانه پشتیبان در طول اجرای حرکت فاقد حرکت است و تنها به عنوان یک تکیه‌گاه ایستا عمل می‌کند. در این حالت، گشتاور زانو در حین انجام حرکت اندازه‌گیری و با حالت بدون پشتیبانی مقایسه می‌شود تا تأثیر سامانه در کاهش بار مکانیکی وارده به مفصل زانو ارزیابی گردد. در رویکرد دوم، پشتیبانی فعال ، سامانه به‌صورت پویا درگیر فرآیند حرکت می‌شود و گشتاور مورد نیاز برای پشتیبانی از زانو توسط سامانه تأمین می‌گردد. برای این منظور، یک الگوریتم کنترل حرکتی طراحی و پیاده‌سازی شده است که بر اساس گشتاور پشتیبان، حرکت سامانه را به‌صورت بلادرنگ تنظیم می‌کند. نتایج حاصل از شبیه سازی در هر دو رویکرد ارائه شده و مورد تحلیل قرار گرفته‌اند. یافته‌ها نشان می‌دهند که در رویکرد پشتیبانی فعال، الگوریتم کنترل پیشنهادی قادر است به‌صورت مؤثر از حرکت نشستن به ایستادن پشتیبانی نموده و عملکرد حرکتی کاربر را بهبود بخشد. این نتایج بر اعتبار و اثربخشی الگوریتم کنترل حرکتی پیشنهادی دلالت دارند و زمینه را برای توسعه بیشتر سامانه‌های رباتیک همیار در کاربردهای توان‌بخشی فراهم می‌سازند. |
| کلیدواژه ها |
| همیار نشستن، همیار برخاستن، دینامیک، سینماتیک، ربات همیار، سامانه پشتیبان حرکتی، تعامل انسان-ربات، الگوریتم کنترل حرکت، گشتاور زانو، پشتیبانی فعال، پشتیبانی غیرفعال، رباتیک توان‌بخشی |
| وضعیت: پذیرفته شده |