ایجاد یک مدل یکپارچه برای راه رفتن فرد فلج به کمک ربات اسکلت‌خارجی در محیط Simulink

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکاترونیک - دانشگاه تبریز - تبریز - ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی مکاترونیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

doi
10.22034/jmeut.2025.59695.3350
چکیده

اسکلت­های خارجی پایین­تنه نوعی ربات­های پوشیدنی با ساختار شبه­انسانی هستند که برای توانبخشی یا توان­افزایی پاها استفاده می­شوند. این ابزار می­تواند به افراد کم­توان حرکتی و یا فلج کامل این امکان را بدهد که بتوانند دوباره راه بروند. در این مقاله یک مدل­یکپارچه از یک ربات اسکلت­خارجی پایین­تنه همراه با شخص فلجی که کاربر آن است در محیط شبیه­سازی دینامیکی SimMechanics از زیرمجموعه­های محیط  MATLAB Simulinkطراحی می­کنیم، و سپس آن را تحت کنترل خطی به­حرکت درمی­آوریم. هدف اصلی از این کار ایجاد و راندن یک مدل معتبر مرکب از ربات و کاربر است تا مشخصه­های راه­رفتن طبیعی و متعادل شخص کاربر  به­کمک اسکلت­خارجی را ارزیابی کنیم. در طراحی این ربات در هر پا دو درجه آزادی فعال در مفاصل ران و زانو و یک مفصل غیرفعال در مچ­پا منظور شده است. به­علاوه یک پشتی متحرک برای حرکت­دادن تنه به چپ و راست و هدایت مرکز جرم در صفحه­ی عرضی درنظر گرفته شده است. با تعبیه­ی چهار نیروسنج در چهارگوشه­ی هر پا  نقطه­ی گشتاور صفر حین راه­رفتن محاسبه شده و از آن برای پایش تعادل استفاده می­شود.