عنوان مقاله :
طراحي ديناميكي و كنترل ربات دو درجه آزادي كابلي بازتواني در صفحه عرضي
عنوان به زبان ديگر :
Dynamic Design and Control of a Cable Driven Rehabilitation Robot with 2 Degrees of Freedom in Transverse Plane
پديد آورندگان :
مروت، محمدميلاد دانشگاه تهران - پرديس فني - دانشكده مهندسي مكانيك، تهران , صفرآبادي فراهاني، مجيد دانشگاه تهران - پرديس فني - دانشكده مهندسي مكانيك، تهران , صديق‌دامغاني، محمدجعفر دانشگاه تهران - پرديس فني - دانشكده مهندسي مكانيك، تهران , مشايخ، اميرمحمد دانشگاه تهران - پرديس فني - دانشكده مهندسي مكانيك، تهران
كليدواژه :
ربات كابلي , ربات بازتواني , ناحيه كاري استاتيكي , ناحيه كاري ديناميكي , بهينه سازي
چكيده فارسي :
بيماري‌هايي مانند سكته‌هاي قلبي و مغزي كه گاهي منجر به اختلالات حركتي در افراد مي‌شوند با بالارفتن ميانگين سني جامعه، افزايش يافته است. امروزه دانشمندان پزشكي براي درمان اين اختلالات استفاده از ربات‌هايي تحت عنوان ربات‌هاي بازتواني را جايگزين درمانگرهاي سنتي كرده‌اند. هدف اصلي اين پژوهش طراحي و ساخت يك ربات بازتواني با هزينه پايين و با قابليت استفاده خانگي براي بيمار بود. در اين پژوهش رباتي تركيبي از كابل و فنر براي حركت در صفحه عرضي بدن انسان معرفي شد. بدين منظور، ابتدا سختي و طول آزاد فنرها، طي يك فرآيند بهينه‌سازي به دست آمده است. سپس ناحيه كاري استاتيكي و ديناميكي براي شناسايي رفتار مكانيكي ربات محاسبه شده‌است. در پايان، كنترل‌پذيري سيستم در مسيرهاي مختلف و در دو حالت حضور و عدم حضور دست بيمار بررسي و با نتايج حاصل از دستگاه ساخته‌شده صحه‌گذاري شد. نواحي كاري استاتيكي و ديناميكي حاكي از آن است كه بيمار به كمك ربات طراحي‌شده به‌خوبي مي‌تواند تمارين را انجام دهد. همچنين نتايج كنترلي و نتايج به‌دست‌آمده از آزمايش دستگاه ساخته‌شده نشان‌دهنده پايداري سيستم كنترلي و توانايي آن در از بين‌بردن خطاهاي به‌وجودآمده احتمالي طي مسير است.
چكيده لاتين :
Diseases such as heart and brain attacks, which sometimes lead to movement disorders in
people, has raised with an increasing community age. Nowadays, medical scientists replaced
rehabilitation robots instead of traditional therapeutic methods. Design and implementation of
a low-cost and home-like usable device for a patient was the primary goal of this research. In
this study, a robot which consisted of cable and springs for movement in the transverse plane
of the human body was introduced. For this purpose, stiffness and free length of springs were
achieved by an optimization process, firstly. Afterward, static and dynamic workspace calculated
to identify robot mechanical characteristic. At the end, controllability of the system in different
paths in two conditions of presence and absence of the patient’s hand was investigated and
verified by the results obtained by the built device. Dynamic and static workspace indicates
that a patient can do exercises with the help of the designed robot. Also, the control results and
the obtained results from the implemented device test shows the stability of the control system
and its ability to eliminate possible error occurring in the path.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك مدرس
