شبيه سازي حركت پاي انسان با مكانيزم يك درجه آزادي

Simulation of Human Foot Mechanism with a Degree of Freedom Motion

نياز به شبيه سازي الگوي حركت پاي انسان محققان و مهندسان را به سوي ارايه ي الگوهاي متفاوت براي توصيف اين حركت كرده است. در اين ميان راه حل هاي بهينه از لحاظ مصرف انرژي و دقت و غيره از اهميت بالايي برخوردارند. در اين مقاله تلاش شده تا با طراحي يك مكانيزم كاملا دو بعدي شش ميله اي با يك درجه آزادي به گونه اي كه كمترين خطا را با حالت طبيعي راه رفتن پاي انسان داشته باشد، راه حل جديدي ارايه داده شود . ضمن اينكه يافته هاي اين مقاله فرآيندي براي بهينه سازي مكانيزم هاي چندميله اي ارايه مي كند تا بتوان آن را در هر زمينه ي ديگري مانند ساخت پروتز پاي انسان بكار برد. در اينجا از الگوريتم بهينه سازي اجتماع ذرات استفاده شد. نتايج كار حاصل از بهينه سازي با داده هاي آزمايشگاهي پاي انسان مقايسه شده است. نتايج نشان مي دهد كه مكانيزم شش ميله اي پيشنهادي، ضمن بهينه كردن بسياري از پارامترهاي حركتي به خوبي قادر به شبيه سازي حركت پاي انسان است

The need for simulation of human foot mechanism has made researchers and engineers move towards different patterns to describe this movement. In this regard, optimal solutions such as energy consumption, accuracy, etc. are of utmost importance. In this paper, efforts have been made to present a new solution by designing a fully two-dimensional six-bar mechanism with one degree of freedom so that it has the least error with regard to human foot while walking. Meanwhile, the findings of this paper present a process for the optimization of multi-bar mechanisms so that they can be employed in any other field such as making human foot prosthesis. Here, the particle swarm optimization algorithm was used. The results from the optimization were compared with experimental data regarding human feet. The results show that while optimizing many motor parameters, the proposed six-bar mechanism is able to simulate the movement of the human foot very well.