مدلسازی، شبیه سازی و طراحی کنترل برای ربات اسکلت خارجی پایین تنه سه درجه آزادی

thesis
abstract

یکی از فناوری های بسیار پیشرفته امروزی، فناوری ساخت رباتهای اسکلت خارجی به منظور کمک به افراد معلول دارای مشکل ضایعه نخاعی است که در کشورهای پیشرفته به سرعت در حال گسترش است. این پژوهش به عنوان اولین گام جهت ساخت عملی ربات اسکلت خارجی در کشور، با هدف شبیه سازی و مدلسازی رباتی از نوع پایین تنه با سه درجه آزادی برای افراد دارای مشکل ضایعه نخاعی انجام شده است. برای تعیین نحوه راه رفتن انسان از نتایج مطالعات بالینی ارائه شده در مراجع معتبر استفاده گردید. همچنین شبیه سازی مدل نرم افزاری ربات سه درجه آزادی برای گام برداشتن نرمال انسان تهیه شد و اثر اضافه شدن ربات اسکلت خارجی بر روی دینامیک حرکت بررسی شد. شبیه سازی در سه مرحله انجام پذیرفت:1- تهیه مدل برای راه رفتن نرمال بر اساس میانیابی داده های آزمایشگاهی مراجع معتبر و مقایسه نتایج با داده های موجود جهت تحقیق صحت نتایج. 2- تحلیل دینامیکی حرکت یک پا با دو روش نیوتن و اولر-لاگرانژ و تهیه مدل تحلیل در محیط simulink و مقایسه نتایج با داده های ثبت شده از مطالعات بالینی. 3- انجام تغییرات حاصل از اضافه شدن ربات مورد نظر در مدل و طراحی کنترل برای مدل با استفاده از کنترلگر pd. نتایج مربوط به حرکت نرمال و حرکت با اضافه کردن ربات، با داده های موجود همخوانی قابل قبولی داشت و از این طریق از صحت نتایج شبیه سازی اطمینان حاصل شد. تحلیل دینامیکی با روش لاگرانژ و کاربرد کنترلگر pd برای مفاصل لگن و زانو، با نتایج حاصل از شبیه سازی گام نرمال در محیط simmechanic تطابق قابل قبولی داشته و همچنین با تغییر نسبت های کنترلی اندازه ی گشتاور ها و نیروهای مفاصل کاهش می یابد. نتایج این پژوهش در پیشبرد کارهای عملی پروژه ساخت ربات اسکلت خارجی قابل استفاده است.

similar resources

شبیه سازی حرکت یک ربات اسکلت خارجی پایین تنه

در این مقاله یک ربات اسکلت خارجی پایین تنه معرفی و حرکت آن مدلسازی شده است. ربات اسکلت خارجی پایین تنه به عنوان یک دستگاه مکانیکی تعریف می شود که اساساً ساختاری مشابه اندام های انسان دارد. این ربات توسط یک انسان به عنوان اپراتور پوشیده می شود و هماهنگ با حرکات اپراتور کار می کند و سبب بالارفتن توان او می شود. این ربات باید به گونه ای طراحی و کنترل شود که حرکات انسان را به سرعت و دقت تعقیب نماید....

full text

تحلیل دینامیک و طراحی سیستم کنترل برای ربات اسکلت خارجی پایین تنه

ربات اسکلت خارجی ماشینی است دارای اعضای مشابه بدن انسان و قابل پوشیدن که به کمک عملگرهای خود قدرت شخص را افزایش می دهد. پژوهش پیش رو به مدل سازی دینامیکی و طراحی سیستم کنترل برای نوع پایین تنه این ربات پرداخته است. در مقالات موجود حداکثر بخشی از ربات با یک درجه آزادی مدل سازی و کنترل شده است که به خواننده دید مناسبی از کنترل هم زمان تمام اجزای ربات را نمی دهد. در این راستا ابتدا ساختار مناسب مش...

full text

مدل سازی دینامیکی و کنترل ربات اسکلت خارجی پایین تنه

امروزه دسته ی جدیدی از ربات ها به نام ربات های اسکلت خارجی که بر بدن انسان پوشانده می شوند توجه محققان را به خود جلب نموده است. البته ایده¬ی رباتی که بتوان آن¬را پوشید و باعث افزایش قدرت انسان شود و توانایی بلند کردن و جابجایی قطعات سنگین را به انسان بدهد از دیرباز ذهن انسان را به خود جلب کرده بود. این نمونه از ربات¬ها برای کل بدن یا قسمتی از آن قابل طراحی و ساخت است که در این پایان نامه جهت کم...

15 صفحه اول

کنترل بهینه تطبیقی مد لغزشی فراپیچشی مبتنی بر معیار پایداری نقطه گشتاور صفر برای ربات اسکلت خارجی پایین تنه

اغتشاش و عدم قطعیت با دامنه نامعلوم یکی از مهمترین عواملی است که عملکرد صحیح ربات‌های اسکلت خارجی را با مشکل مواجه کرده است. یکی از روش‌های کنترلی مقاوم در برابر اغتشاشات، مد لغزشی بوده که با بکارگیری لایه مرزی به منظور مقابله با پدیده چترینگ، عملکرد مقاوم آن تضعیف می‌شود. برای مقابله با این مشکل، الگوریتم‌های کنترلی مرتبه بالا مانند مد لغزشی فراپیچشی پیشنهاد شده که بدون در نظر گرفتن لایه مرزی،...

full text

طراحی و شبیه سازی ربات موازی سه درجه آزادی

در این پایان نامه طراحی، ساخت و شبیه سازی یک ربات موازی سه درجه آزادی 3-pusبا عملگرهای نیوماتیکی ارائه شده است. این ربات از یک صفحه بالایی (پایه ثابت)، سه بازو و یک صفحه متحرک پایینی با سه درجه آزادی انتقالی تشکیل شده است. هر بازو بوسیله یک مفصل کشویی به پایه متصل است. روی هر بازو دو مفصل یونیورسال توسط دو میله موازی به دو مفصل کروی متصل شده اند. در نهایت شش مفصل کروی متصل به سه بازو به صفحه مت...

کنترل امپدانس تطبیقی ربات اسکلت خارجی

ربات اسکلت خارجی در سال های اخیر توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب نموده است. آرزوی دیرینه محققان دست یابی به وسیله ای است که به صورت پوششی حول بدن انسان قرار گیرد و با عملگرهای قدرتمندش، توانایی او را چندین برابر کند. هماهنگی کامل حرکات ربات با بدن پیچیدگی اصلی تکنولوژی آن را شکل می دهد. روش کنترل امپدانس برای کنترل این نوع ربات مناسب است ولی بیان های موجود از کنترل امپدانس بیشتر مخصوص رب...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023