مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کنترل امپدانس تطبیقی ربات اسکلت خارجی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی شریف
2 استادیار/ دانشگاه شریف، دانشکده مکانیک
چکیده
ربات اسکلت خارجی در سال های اخیر توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب نموده است. آرزوی دیرینه محققان دست یابی به وسیله ای است که به صورت پوششی حول بدن انسان قرار گیرد و با عملگرهای قدرتمندش، توانایی او را چندین برابر کند. هماهنگی کامل حرکات ربات با بدن پیچیدگی اصلی تکنولوژی آن را شکل می دهد. روش کنترل امپدانس برای کنترل این نوع ربات مناسب است ولی بیان های موجود از کنترل امپدانس بیشتر مخصوص ربات های صنعتی است که تفاوت های مهمی با ربات مورد نظر دارد. در این مقاله بیانی از روش کنترل امپدانس متناسب با شرایط عملکرد ربات اسکلت خارجی معرفی می گردد. به علاوه با توجه به متغیر بودن محموله ربات همچنین بروز خطا در اندازه گیری نیروی محل تماس بدن با ربات، برای اولین بار روشی تطبیقی برای کنترل امپدانس ربات اسکلت خارجی پیاده سازی می شود. شبیه سازی عملکرد این وسیله در تبعیت از حرکت راه رفتن کاربر حین حمل بار 50 کیلوگرمی و وجود عدم قطعیت در بار و نیروی تماسی، کارآیی بسیار خوب روش ارائه شده را نشان می دهد. به طوری که خطای پیروی ربات از حرکت مطلوب در طول زمان شبیه سازی تقریباً صفر است. همچنین گشتاورهای وارد بر اعضای پا و تنه کاربر ناچیز می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Adaptive impedance control of exoskeleton robot

نویسنده English

Hassan Salarieh 2
چکیده English

Exoskeleton robot has attracted attention of many researchers because it realizes an old aspiration to attain a machine which is worn by man and maximizes his might via its powerful actuators. Thorough coordination between robot movements and that of user constitutes the greatest complexity of exoskeleton technology. Investigations showed that impedance control (IC) is suitable for this application but the present forms of IC are mostly dedicated to industrial robots which have significant differences with exoskeleton. In this article a versatile form of IC for the mentioned application is developed. Besides, according to perpetual uncertainties in load and measured force signals, for the first time an adaptive method for IC of exoskeleton robot is implemented. Simulating operation of robot in tracking user's walking motion while carrying a load of 50 (Kg) and with uncertainties in load and measured forces, proves efficiency of the proposed control method. Tracking error during simulation is almost zero and torques needed at interfaces are immaterial.

کلیدواژه‌ها English

Exoskeleton Robot
Impedance Control
Adaptive Control
Uncertainty