طراحی و کنترل یک ربات دوپا 13 درجه آزادی با استفاده از منحنی آماری حرکت انسان

این مقاله به طراحی نوین یک ربات دوپا به همراه روش های کنترل آن می پردازد. هدف نهایی طراحی ساختاری است که تا جای ممکن به پایین تنه انسان شبیه بوده و همچنین راه رفتن آن نیز به راه رفتن انسان شبیه باشد. بنابراین از نسبت های بدن انسان و تعداد مناسب درجات آزادی در قسمت پایین تنه استفاده شده است ربات از 12 درجه آزادی در قسمت پایین تنه، شامل سه درجه در هر مفصل لگن، یک درجه آزادی در مفصل زانو و دو درجه آزادی در هر قوزک پا برخوردار است. علاوه بر آن دارای یک درجه آزادی در قسمت بالا تنه می باشد. هر درجه آزادی از یک محرک [ نیرو می گیرد. برای دستیابی به حرکتی شبیه به راه رفتن انسان از منحنی های آماری حرکت انسان در مرجع استفاده شده است. استفاده از منحنی های آماری حرکت انسان لزوما به پایداری ربات منجر نمی شود. برای دستیابی به حرکتی شبیه به حرکت انسان و پایدار ماندن ربات از حرکت بالا تنه استفاده شده است. ربات مورد نظر در نرم افزارSolidWorks طراحی شده و در نرم افزار های CosmosMotion و SimMechanic شبیه سازی شده است. حرکات مفصل ها به وسیله موتورها و هارمونیک درایو ایجاد می شود. تماس بین زمین و کف پا الاستیک در نظر گرفته شده و به وسیله فنر و دمپر در جهات عمودی و افقی مدل می شود. در انتها کنترل ربات به وسیله PID کنترلر انجام گرفته شده است.