مدل‌سازی دینامیکی و طراحی سیستم کنترل برای ربات اسکلت خارجی پایین‌تنه

ربات اسکلت خارجی ماشینی است دارای اعضای مشابه بدن انسان و قابل پوشیدن که به کمک عملگرهای خود قدرت شخص را بسیار افزایش می‌دهد. پژوهش پیش‌رو به مدل‌سازی دینامیکی و طراحی سیستم کنترل برای نوع پایین تنه این رباتپرداخته است. در مقالات موجود حداکثر بخشی از ربات با یک درجه آزادی مدل‌سازی و کنترل شده است که به خواننده دید مناسبی از کنترل هم‌زمان تمام اجزای ربات را نمی‌دهد. در این راستا، ابتدا ساختار مناسب مشابه پروژه بلیکس دانشگاه برکلی برای ربات انتخاب و معادلات دینامیک مربوطه به صورت صفحه‌ای و به روش نیوتن-اولر استخراج گردید. طی آزمایشی، داده‌های سینماتیک راه رفتن به کمک سامانه اِکسنس اندازه‌گیری و دینامیک معکوس در نرم‌افزارسیم‌مکانیکسدر کنار مدل پیاده شده در نرم‌افزار متلب شبیه‌سازی گردید که تطابق بالای نتایج موید صحت مدل بود.روش کنترل امپدانسبررسی ونکاتی اصلاحی در آن لحاظ شد که عملکرد آن را کمی بهبود بخشید. سپس رباتبا استفاده از این الگوریتم کنترل گردید. بدین ترتیب سیستم پایدار شده، حرکت ربات با بهترین کیفیت از بدن تبعیت نمود. نتایج شبیه‌سازی نشان داد، حین حمل باری به بزرگی 50 کیلوگرم، گشتاورهایی کمتر از نیم نیوتن متر،در محل‌های تماس با ربات، به اعضای بدن کاربر وارد می‌شود.