Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1396
8
1
gregorian
2017
11
1
17
9
online
1
fulltext
fa
افزایش چالاکی با استفاده از یک الگوریتم کنترلی یاری گر برای ربات های اسکلت خارجی
Agility enhancement using an assistive controller for exoskeleton robots
رباتهای اسکلت خارجی یاریگر دسته ای از رباتهای پوشیدنی هستند که در هنگام انجام حرکات مختلف، بخشی از نیروی مورد نیاز کاربر را تأمین میکنند. در نتیجه، کاربر با صرف نیروی کمتری حرکات مورد نظر را انجام خواهد داد. الگوریتمهای کنترلی مختلفی برای رباتهای اسکلت خارجی یاریگر پیشنهاد شده و تأثیر آنها بر عملکرد کاربران مورد ارزیابی قرار گرفته است. نویسندگان مقاله حاضر اخیراً یک روش کنترلی جدید، با نام الگوریتم کنترلی یاریگر با پسخور خروجی، را برای رباتهای اسکلت خارجی با عملگرهای الاستیک سری ارائه کرده اند. این روش به تعداد بسیار کمی حسگر نیاز داشته، مستقل از نیت کاربر بوده و دارای یک ساختار ساده و غیر مبتنی بر مدل میباشد. در این مقاله، تأثیر الگوریتم کنترلی یاریگر با پسخور خروجی بر افزایش چالاکی کاربران مورد ارزیابی قرار گرفته است. یک ربات فیزیوتراپ زانو به عنوان ربات اسکلت خارجی تک مفصله در نظر گرفته شده است. با اتصال یک عملگر الاستیک سری به ربات و پیاده سازی الگوریتم کنترلی یاریگر با پسخور خروجی، چالاکی کاربر در یک آزمایش تعقیب هدف بررسی شده است. زاویه مطلوب و واقعی زانو توسط دو نشانگر بر روی یک صفحه نمایش به کاربر نشان داده شده و از کاربر خواسته شده است که با حرکت دادن پای خود، موقعیت مطلوب را تعقیب نماید. دقت کاربر در تعقیب هدف با تکرار آزمایش در دو حالت یاری شده و یاری نشده، اندازه گیری و مقایسه شده است. نتایج آزمایشها به خوبی تأثیر الگوریتم کنترلی یاریگر با پسخور خروجی را بر افزایش چالاکی کاربر تأیید میکند.
Assistive exoskeletons are a category of wearable robots that provide a portion of the forces, required by users in performing different motions. Hence, the users will be able to perform the motions with less effort. Hitherto, different control algorithms for assistive exoskeletons are proposed and their various effects on the users’ performance are evaluated. Recently, the authors of the present paper have proposed a new control method, called output feedback assistive controller, for compliantly actuated exoskeletons. This method is independent from user’s intent, requires a very low number of sensors and possesses a simple model-free structure. This paper evaluates the effect of the output feedback assistive controller on the agility of the users. A knee physiotherapy robot is considered as a single joint exoskeleton. Connecting a series elastic actuator to the robot and implementing the output feedback assistive controller, the agility of the user is evaluated in a target following experiment. Two markers are displayed on a monitor to represent the actual and desired knee angles for the user. The user is asked to follow the desired angles by moving his/her leg. The accuracy of the user in following the target is measured and compared in two assisted and unassisted cases. The results clearly verify the positive effect of the output feedback assistive controller on increasing the user’s agility.
ربات اسکلت خارجی,الگوریتم کنترلی یاریگر با پسخور خروجی,چالاکی
Exoskeleton robots,Output feedback assistive controller,AGILITY
119
129
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-20208-1&slc_lang=fa&sid=15
Iman
Kardan
ایمان
کاردان
100319475328460069332
100319475328460069332
No
PhD student/ Mechanical Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
دانشجوی دکتری/ گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
Alireza
Akbarzadeh
علیرضا
اکبرزاده
100319475328460069344
100319475328460069344
Yes
Professor-Mechanical Engineering-Ferdowsi University of Mashhad
استاد/دانشگاه فردوسی مشهد