@article { author = {Ardakanian, R. and Akbarzadeh Tootoonchi, A.R.}, title = {Design & development of modular compact series elastic actuator for lower limb extremity assistant exoskeleton}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {9}, number = {3}, pages = {109-123}, year = {2019}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2019.7946.2805}, abstract = {This paper presents a comprehensive process of designing series elastic actuators to be used in active joints of assistive exoskeleton robots. In this process, the stiffness parameter of torsional spring is selected based on two main criteria to satisfy all the requirements of human motions. The first criterion is an appropriate frequency response for the actuator, according to human motion needs. The second criterion is to provide a sufficient protection of actuator hardware against collision and impact. By determining the desired value for the stiffness parameter, spring architecture is designed to have sufficient mechanical strength and provide the desired stiffness in practice while occupying a minimum space. Along with motor and gearbox, the designed spring is assembled in a module to be used in active joints of exoskeleton robots. The module is designed in a way that the spring can be detached easily and the motor and gearbox can be used as a stiff actuator as well. The considerations in the optimization of the spring and in the design of the module has led to a very compact series elastic actuator which can be used in different human motions such as stair ascend and descend, sit to stand and walking.}, keywords = {Series Elastic Actuator,Exoskeleton,Compact Torsional Spring,Optimization,Taguchi}, title_fa = {طراحی و توسعه یک عملگر الاستیک سری فشرده و ماژولار برای ربات‌های اسکلت‌خارجی یاری‌گر پایین‌تنه}, abstract_fa = {این مقاله یک رویه جامع برای طراحی عملگرهای الاستیک سری را جهت استفاده در مفاصل فعال ربات‌های اگزواسکلتون یاری‌گر ارائه می‌کند. در این رویه، پارامتر سفتی فنر بر اساس دو معیار اساسی انتخاب می‌شود تا کلیه نیازهای حرکتی انسان را برآورده کند. اولین معیار، فراهم کردن پاسخ فرکانسی مطلوب برای عملگر متناسب با نیازهای حرکتی انسان می‌باشد. دومین معیار نیز، عدم آسیب رسیدن به اجزاء عملگر در حین ضربه و برخورد می‌باشد. پس از تعیین مقدار مطلوب سفتی فنر، ساختمان فنر به‌گونه‌ای انتخاب‌شده است که ضمن اشغال کمترین فضا، از استحکام مکانیکی کافی برخوردار بوده و سفتی موردنظر را در عمل ایجاد کند. فنر طراحی‌شده، به همراه موتور و گیربکس در یک ماژول تعبیه‌شده است تا در مفاصل فعال ربات‌های اگزواسکلتون استفاده شود. طراحی ماژول به‌گونه‌ای صورت گرفته است که برداشتن فنر به‌راحتی امکان‌پذیر بوده و امکان استفاده از مجموعه موتور و گیربکس به‌صورت یک عملگر صلب نیز به‌سادگی مهیا باشد. ملاحظات صورت گرفته در بهینه‌سازی 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، نشست‌وبرخاست و راه رفتن را داراست.}, keywords_fa = {عملگر الاستیک سری,ربات اسکلت خارجی,فنر پیچشی فشرده,بهینه‌سازی,تاگوچی}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1634.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1634_b1838fdbc449da86333fc5c7963c745e.pdf} }