شناسایی و کنترل گشتاور عملگر سری الاستیک در ربات پوشیدنی اندام تحتانی

امروزه ربات های پوشیدنی به عنوان یک ابزار کارآمد در تمرینات توانبخشی و کمک به بیماران کم توان توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است. یکی از اصلی ترین ویژگی های ربات های پوشیدنی، تعامل نرم و سازگار با بیمار می باشد. استفاده از عملگرهای سری -الاستیک ضمن تحقق این ویژگی مهم، قابلیت های دیگری نظیر اندازه گیری و کنترل گشتاور را نیز فراهم می کنند. روش های کنترل گشتاور پیشین، عمدتا از یک حلقه داخلی موقعیت و یک حلقه بیرونی نیرو بهره می برند. در این تحقیق ضمن استفاده از این دو حلقه تو در تو، دینامیک موتور و سیستم انتقال قدرت نیز در طراحی کنترلر استفاده شده است. در این مقاله ابتدا، پارامترهای فنر سری-الاستیک، عملگر و لینک های ربات شناسایی شده اند. بر این مبنا دو کنترلر گشتاور مدل-مبنا یکی بر مبنای فرمان سرعت و دیگری بر مبنای فرمان جریان طراحی و ارائه شده است. بر خلاف روش های پیشین، کنترلرهای پیشنهادی برای هر دو حالت خروجی آزاد (امپدانس صفر) و خروجی قفل استخراج شده و آنالیز پایداری سیستم برای دو حالت ذکر شده بطور مجزا ارائه شده است. در نهایت نتایج مقایسه ای تست تجربی بر روی ربات پوشیدنی دانشگاه صنعتی شریف ارائه شده است. نتایج تست تجربی این دو کنترلر نشان می دهد، دقت ردیابی گشتاور بر مبنای جریان و سرعت به ترتیب برابر 1.2 به 0.2 نیوتن متر می باشد.