طراحی و بهینه سازی یک ربات کمکی پوشیدنی غیر فعال زانو بر اساس یک مکانیزم شش میله ای

در سال های اخیر بیماری های مرتبط با مفصل زانو مخصوصا در سالمندان گسترده شده است. از انجا که در حین انجام فعالیت های روزانه مانند راه رفتن و دویدن وزن بدن بر روی زانو انتقال داده می شود، احتمال آسیب دیدن این عضو بیشتر می باشد. این موضوع برای افراد سالمند با توجه به ضعف عضلانی از اهمیت بیشتری برخوردار است به طوری که بیشتر افراد سالمند از بیمارهای مرتبط با زانو رنج می برند. یکی از راه های کمک به این افراد جهت بازیابی توانایی مفصل زانو خود، استفاده از وسائل کمکی در کنار زانو به عنوان یک وسئله پوشیدنی می باشد. به منظور افزایش توان مفصل زانو در افراد آسیب دیده، در این مقاله ربات پوشیدنی غیر فعال طراحی گردیده است. اساس این ربات استفاده از المان های انعطاف پذیرجهت افزایش توان در بخشی از حرکت در مفصل زانو می باشد. این ربات با بهره گیری از یک مکانیزم شش میله ای استفنسون II توسعه داده شده است. استفاده از این مکانیزم در ربات سبب می گردد که هم حرکتی مشابه مفصل زانو یعنی دوران و انتقال همزمان ایجاد گردد و هم امکان افزودن المان های انعطاف پذیررا جهت افزایش قابلیت ربات پوشیدنی فراهم گردد. با انجام تحلیل های سینماتیکی و همچنین استخراج معادلات دینامیکی و اعتبار سنجی معادلات استخراج شده، عملکرد ربات پوشیدنی طراحی شده مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه توان زانو برای حالتی که ربات پوشیدنی بر روی پا نصب شده است با یک انسان در طول راه رفتن نشان می دهد که زانو برای طی حرکت باید انرژی کمتری را مصرف نماید.