طراحی و توسعه یک عملگر الاستیک سری فشرده و ماژولار برای ربات‌های اسکلت‌خارجی یاری‌گر پایین‌تنه

این مقاله یک رویه جامع برای طراحی عملگرهای الاستیک سری را جهت استفاده در مفاصل فعال ربات‌های اگزواسکلتون یاری‌گر ارائه می‌کند. در این رویه، پارامتر سفتی فنر بر اساس دو معیار اساسی انتخاب می‌شود تا کلیه نیازهای حرکتی انسان را برآورده کند. اولین معیار، فراهم کردن پاسخ فرکانسی مطلوب برای عملگر متناسب با نیازهای حرکتی انسان می‌باشد. دومین معیار نیز، عدم آسیب رسیدن به اجزاء عملگر در حین ضربه و برخورد می‌باشد. پس از تعیین مقدار مطلوب سفتی فنر، ساختمان فنر به‌گونه‌ای انتخاب‌شده است که ضمن اشغال کمترین فضا، از استحکام مکانیکی کافی برخوردار بوده و سفتی موردنظر را در عمل ایجاد کند. فنر طراحی‌شده، به همراه موتور و گیربکس در یک ماژول تعبیه‌شده است تا در مفاصل فعال ربات‌های اگزواسکلتون استفاده شود. طراحی ماژول به‌گونه‌ای صورت گرفته است که برداشتن فنر به‌راحتی امکان‌پذیر بوده و امکان استفاده از مجموعه موتور و گیربکس به‌صورت یک عملگر صلب نیز به‌سادگی مهیا باشد. ملاحظات صورت گرفته در بهینه‌سازی فنر و طراحی ماژول، یک عملگر الاستیک سری بسیار فشرده را ایجاد کرده است که قابلیت استفاده در انواع حرکت انسان مانند بالا و پایین رفتن از پله، نشست‌وبرخاست و راه رفتن را داراست.