رحمان اردکانیان - دانشجو کارشناسی ارشد، مکانیک طراحی کاربردی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد
علیرضا اکبرزاده توتونچی - استاد، گروه مهندسی مکانیک، قطب علمی رایانش نرم و پردازش هوشمند اطلاعات، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

این مقاله یک رویه جامع برای طراحی عملگرهای الاستیک سری را جهت استفاده در مفاصل فعال ربات های اگزواسکلتون یاری گر ارائه می کند. در این رویه، پارامتر سفتی فنر بر اساس دو معیار اساسی انتخاب می شود تا کلیه نیازهای حرکتی انسان را برآورده کند. اولین معیار، فراهم کردن پاسخ فرکانسی مطلوب برای عملگر متناسب با نیازهای حرکتی انسان می باشد. دومین معیار نیز، عدم آسیب رسیدن به اجزاء عملگر در حین ضربه و برخورد می باشد. پس از تعیین مقدار مطلوب سفتی فنر، ساختمان فنر به گونه ای انتخاب شده است که ضمن اشغال کمترین فضا، از استحکام مکانیکی کافی برخوردار بوده و سفتی موردنظر را در عمل ایجاد کند. فنر طراحی شده، به همراه موتور و گیربکس در یک ماژول تعبیه شده است تا در مفاصل فعال ربات های اگزواسکلتون استفاده شود. طراحی ماژول به گونه ای صورت گرفته است که برداشتن فنر به راحتی امکان پذیر بوده و امکان استفاده از مجموعه موتور و گیربکس به صورت یک عملگر صلب نیز به سادگی مهیا باشد. ملاحظات صورت گرفته در بهینه سازی فنر و طراحی ماژول، یک عملگر الاستیک سری بسیار فشرده را ایجاد کرده است که قابلیت استفاده در انواع حرکت انسان مانند بالا و پایین رفتن از پله، نشست وبرخاست و راه رفتن را داراست.

عملگر الاستیک سری, ربات اسکلت خارجی, فنر پیچشی فشرده, بهینه سازی, تاگوچی