استفاده از عملگرهای الاستیک سری، امروزه در رباتهای اسکلت خارجی یاریگر بسیار رایج شده است. در این عملگرها، یک فنر به صورت سری با موتور و جعبه دنده قرار میگیرد. با توجه به میزان تغییر شکل فنر، میتوان گشتاور اعمالی را محاسبه کرد . مشخصات فنر باید به گونه ای انتخاب شود تا از آسیب رسیدن به اجزای عملگر در مقابل ضربات ناشی از برخورد جلوگیری گردد و همچنین این عملگر، بایستی توانایی تامین پاسخ فرکانسی مطلوب متناسب با حرکت را دارا باشد. با استفاده از بهینه سازی ابعاد فنر میتوان علاوه بر تامین سفتی مطلوب، تنش های ناشی از تغییرشکل آن را کمینه کرد. در این پژوهش، ابتدا یک ربات اسکلت خارجی یاریگر مفصل ران مجهز به عملگر الاستیک سری طراحی شده است. فنر طراحی شده برای این عملگر به صورت پیچشی میباشد. سپس با استفاده از ملاحظات یادشده، میزان سفتی مطلوب برای فنر تعیین شده است. در ادامه، با استفاده از الگوریتمهای هوشمند بهینه سازی، ساختمان فنر به گونه ای طراحی شده تا سفتی تعیین شده را همراه با ضریب اطمینان بالا تامین کند. در نتیجه بهینه سازی انجام شده، سفتی فنر به میزان مطلوب 275 (Nm/rad) رسیده است. در نهایت، مجموعه موتور، جعبه دنده و فنر به صورت واحدی یکپارچه طراحی شده تا به عنوان عملگر در ربات مورداستفاده قرار گیرد.

کلمات کلیدی