عنوان مقاله :
طراحي و توسعه يك عملگر الاستيك سري فشرده و ماژولار براي ربات هاي اسكلت خارجي ياري گر پايين تنه
عنوان به زبان ديگر :
Design & Development of Modular Compact Series Elastic Actuator for Lower Limb Extremity Assistant Exoskeleton
پديد آورندگان :
اكبرزاده, عليرضا دانشگاه فردوسي مشهد - قطب علمي رايانش نرم و پردازش هوشمند اطلاعات , اردكانيان, رحمان دانشگاه فردوسي مشهد - مكانيك طراحي كاربردي
كليدواژه :
عملگر الاستيك سري , ربات اسكلت خارجي , فنر پيچشي فشرده , بهينه سازي و تاگوچي
چكيده فارسي :
اين مقاله يك رويه جامع براي طراحي عملگرهاي الاستيك سري را جهت استفاده در مفاصل فعال ربات هاي اگزواسكلتون ياري گر ارائه مي كند. در اين رويه، پارامتر سفتي فنر بر اساس دو معيار اساسي انتخاب مي شود تا كليه نيازهاي حركتي انسان را برآورده كند. اولين معيار، فراهم كردن پاسخ فركانسي مطلوب براي عملگر متناسب با نيازهاي حركتي انسان مي باشد. دومين معيار نيز، عدم آسيب رسيدن به اجزاء عملگر در حين ضربه و برخورد مي باشد. پس از تعيين مقدار مطلوب سفتي فنر، ساختمان فنر به گونه اي انتخاب شده است كه ضمن اشغال كمترين فضا، از استحكام مكانيكي كافي برخوردار بوده و سفتي موردنظر را در عمل ايجاد كند. فنر طراحي شده، به همراه موتور و گيربكس در يك ماژول تعبيه شده است تا در مفاصل فعال ربات هاي اگزواسكلتون استفاده شود. طراحي ماژول به گونه اي صورت گرفته است كه برداشتن فنر به راحتي امكان پذير بوده و امكان استفاده از مجموعه موتور و گيربكس به صورت يك عملگر صلب نيز به سادگي مهيا باشد. ملاحظات صورت گرفته در بهينه سازي فنر و طراحي ماژول، يك عملگر الاستيك سري بسيار فشرده را ايجاد كرده است كه قابليت استفاده در انواع حركت انسان مانند بالا و پايين رفتن از پله، نشست وبرخاست و راه رفتن را داراست.
چكيده لاتين :
This paper presents a comprehensive process of designing series elastic actuators to be used in active joints
of assistive exoskeleton robots. In this process, the stiffness parameter of torsional spring is selected based
on two main criteria to satisfy all the requirements of human motions. The first criterion is an appropriate
frequency response for the actuator, according to human motion needs. The second criterion is to provide a
sufficient protection of actuator hardware against collision and impact. By determining the desired value for
the stiffness parameter, spring architecture is designed to have sufficient mechanical strength and provide the
desired stiffness in practice while occupying a minimum space. Along with motor and gearbox, the designed
spring is assembled to be used in active joints of exoskeleton robots. The considerations in the optimization
of the spring has led to a very compact series elastic actuator which can be used in different human motions
such as stair ascend and descend, sit to stand and walking
عنوان نشريه :
مكانيك سازه ها و شاره ها
