بهبود جبران سازی جاذبه برای ربات توانبخشی آرنج محرکه کابلی با استفاده از کنترل-کننده مد لغزشی

هدف از این مقاله، بهبود عملکرد تمرین توانبخشی آرنج پس از سکته مغزی به کمک ربات است. درمانگر بازوی بیمار را نگه داشته و مرکز جرم را در امتداد یک مسیر مطلوب هدایت می کند. در توانبخشی رباتیک، بیمار نباید ربات را هنگامی که بازویش در محدوده ی مطلوب چرخانده می شود، احساس کند. ربات بایستی وزن استخوان بندی خارجی و اینرسی موتورها را به طور فعال خنثی کند. برای جبران سازی جاذبه می توان از فنر پیچشی غیرخطی بهره برد و همچنین گشتاور مخالف به صورت تابعی از زاویه ی بازو با موتورها اعمال شود. به کارگیری فنر راحتی بیشتری را مهیا می کند، اجازه می دهد تا موتورهای کوچک تری به کار رود، اندازه ی ترمزهای مورد نیاز کاسته شود و ایمنی ذاتی برای ربات های توانبخشی معرفی شود. به علاوه، طراحی کنترل کننده مد لغزشی می تواند برای جبران خطاهای مدل سازی و نیروهای جاذبه به کار گرفته شود. در این مقاله یک ربات جدید توانبخشی آرنج مبتنی بر محرکه کابلی بررسی شده است. ایده کلی تنها جبران سازی نیروهای گرانشی نیست چرا که سختی مفصل نیز باید کنترل شود. عدم قطعیت موجود در دینامیک بازوی بیمار به نحو موثری تقریب زده شده است. حرکت با سیستم کنترل حلقه بسته در حضور عدم قطعیت های پارامتری بررسی شده است. کنترل کننده مد لغزشی با کنترل کننده تناسبی-مشتقی از طریق شبیه سازی کامپیوتری مقایسه شده و بهبود نسبت به روش غیرفعال مشاهده شده است.