طراحي، مدلسازي و كنترل مسير بهينه‌ي ربات توانبخشي مچ دست برپايه پلتفرم استوارت

در اين پژوهش، يك كاربرد جديد از ساختار موازي استوارت براي توانبخشي مچ دست توسعه داده شده است. ربات استوارت مانند ساير ربات‌هاي موازي فضاي كاري و قابليت حمل بار مناسبي دارد. لذا در اين مقاله مدل ربات به منظور استفاده در توانبخشي مچ دست در نظر گرفته شده است. مدل‌سازي كامل ربات، شامل محاسبه سينماتيك مستقيم و معكوس انجام شد؛ در هر دو حالت سينماتيك مستقيم و معكوس، از ماتريس ژاكوبين براي محاسبه‌ي سرعت‌هاي ربات استفاده شده است. پس از آن، معادلات ديناميكي ربات با استفاده از روش كار مجازي استخراج شد. در ادامه، به منظور حفظ مچ بيمار بر روي مسير صحيح توانبخشي، با استفاده از ديناميك معكوس ربات، يك كنترلر گشتاور محاسبه شده طراحي شد. براي انجام ايمن توانبخشي مچ دست يك مسير بهينه استخراج شده تا كمترين ضربه را به مچ بيمار اعمال كند و اين مسير توسط كنترلر طراحي شده محقق گرديده است. به كمك شبيه‌سازي در نرم افزار متلب كارايي ربات طراحي شده نشان داده شده است. صحه سنجي مدل توسط مقايسه با داده‌هاي موجود در مقالات معتبر علمي صورت پذيرفته و كارايي كنترلر از مقايسه مختصه‌هاي تعميم يافته واقعي و مورد انتظار، اثبات شده است. طي مدلسازي و شبيه‌سازي‌هاي صورت گرفته شده مشخص شد كه اين ربات با مدل و كنترلر طراحي شده‌ي آن براي استفاده به منظور توانبخشي اتوماتيك مناسب و ارجح مي‌باشد.