طراحی ساختار فازی کنترل میدان نیرو برای ربات توانبخشی پایین تنه

در این مقاله هدف ارایه ساختار کنترلی هوشمند و قدرتمند برای کنترل ربات توانبخشی پایین تنه است. مورد توجه در این پژوهش حفظ ایمنی بیمار، توجه به مفهوم کمک به مقدار نیاز به منظور ارتقای کارآیی تمرین های رباتیک توانبخشی و هوشمندسازی رفتار کنترلر است. ساختار کنترلی پیشنهادی متشکل از کنترل میدان نیرو و استراتژی منطق فازی است. علاوه بر این تمامی عوامل تاثیرگذار بر دینامیک سیستم از قبیل نیروی گرانشی، نیروی اصطکاک و گشتاور تعاملی بین ربات و انسان در مدل سازی آن لحاظ شده است. روش کنترلی میدان نیرو با ایجاد یک نوار مجازی حول مسیر حرکت راه رفتن، میدان نیرویی را ایجاد می کند که می تواند پای بیمار را تحت شرایط مورد نظر طراح، در راستای مسیر مرجع هدایت نماید. در این مقاله به منظور تحقق هدف کمک به مقدار نیاز، برای تامین آزادی عمل بیشتر بیمار، پارامترهای تعیین کننده کنترلر میدان نیرو به کمک کنترل فازی انتخاب می شوند. در این وضعیت الگوریتم فازی برای افزایش کیفیت رفتار ربات توانبخشی که با توجه به میزان توانایی بیمار تطبیق پذیر است پیشنهاد شد. در همین راستا ساختار کنترلی پیشنهادی روی سیستم دینامیکی ربات توانبخشی پایین تنه پیاده سازی شده است. همچنین نتایج حاصل از شبیه سازی به خوبی نشان دهنده میزان کارآیی کنترلر در انجام هرچه با کیفیت تر فرآیند گام برداشتن بیمار است.

Keywords:

Lower-Limb Rehabilitation Robot , Force Field Control , Fuzzy Logic , ربات توانبخشی پایین تنه , کنترل میدان نیرو , منطق فازی