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 میکند. در توانبخشی رباتیک، بیمار نباید ربات را هنگامی که بازویش در محدوده مطلوب چرخانده میشود، احساس کند. ربات بایستی وزن استخوانبندی خارجی و اینرسی موتورها را به طور فعال خنثی کند. برای جبران سازی جاذبه میتوان از فنر پیچشی غیرخطی بهره برد و همچنین گشتاور مخالف به صورت تابعی از زاویهی بازو با موتورها اعمال شود. به‌کارگیری فنر راحتی بیشتری را مهیا میکند، اجازه میدهد تا موتورهای کوچک‌تری به کار رود، اندازه ترمزهای مورد نیاز کاسته شود و ایمنی ذاتی برای رباتهای توانبخشی معرفی شود. به علاوه، طراحی کنترلکننده مد لغزشی میتواند برای جبران خطاهای مدلسازی 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 جبرانسازی 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 قطعیتهای پارامتری بررسی شده است. کنترلکننده مد لغزشی با کنترلکننده تناسبی-مشتقی از طریق شبیهسازی کامپیوتری مقایسه شده و بهبود نسبت به روش غیرفعال مشاهده شده است.