ميزان مقاومت جك‌هاي صلب در مقابل نيروهاي ضربه‌اي و شوك محدود بوده و در صورت اعمال ضربه ممكن است آسيب جدي به اين عملگرها وارد آيد. همچنين در اين جك‌ها امپدانس و سختي عملگر تابعي از جنس آن بوده و قابليت تنظيم ندارد. علاوه بر اين در حالت كلي در جك‌هاي صلب، تنها امكان كنترل نيرو يا موقعيت به صورت مجزا وجود دارد و نمي‌توان نيرو و موقعيت را بطور همزمان كنترل كرد. در جك انعطاف پذير، تمامي مشكلات فوق مرتفع شده‌اند. بدين صورت كه بواسطه وجود المان انعطاف پذير (فنر)، قابليت تحمل ضربه و شوك اعمالي به عملگر بسيار افزايش مي‌يابد. همچنين تغيير امپدانس و سختي عملگر از طريق تعويض المان انعطاف پذير و پياده‌سازي الگوريتم‌هاي كنترل امپدانس به راحتي امكان پذير است. علاوه بر اين امكان كنترل همزمان نيرو و جابجايي به راحتي ميسر مي‌باشد.

اختراع ارائه شده مربوط به عملگر الاستيك سري مي‌باشد. با توجه به اينكه ربات‌هاي پوشيدني و در تعامل با انسان، در فضاي ديناميكي نامشخصي كار مي‌كنند، طراحي و توسعه اگزواسكلتون پايين‌تنه‌اي كه خود را با محيط وفق دهد، چالش اساسي در اين نوع ربات‌ها مي‌باشند. به‌منظور حل اين مسئله، اگزواسكلتون پايين‌تنه را به عملگري مجهز كرده كه در تعامل با محيط، رفتار كشساني از خود نشان دهد. در اين عملگر پس از موتور و جعبه‌دنده، ماژول فنر به‌طور سري به آن‌ها متصل شده تا نرمي را در ذات محرك ايجاد نمايد. طراحي و توسعه فنر و متعاقباً عملگر الاستيك سري كه در حين برآورده كردن نيازهاي ديناميكي انواع حركت انسان، داراي نرمي لازم در شرايط كاري ربات باشد، مسئله اصلي در اين اختراع است.

اختراع ارائه شده مربوط به ربات پوشيدني افراد ناتوان مي‌باشد. اگزواسكلتون نوعي ربات پوشيدني است كه در حوزه بازتواني براي افراد بيمار و توان‌افزايي براي افراد سالم كاربرد دارد. اگزواسكلتون مدل آلفا دانشگاه فردوسي از ربات‌هاي حوزه بازتواني بوده كه با هدف بازگرداندن قدرت حركتي به فرد فلج در فاز اول و سپس ياريگري فرد كم‌توان در فاز دوم توسعه داده‌شده است. اجزا ربات طوري طراحي‌شده كه بتواند خود را متناسب با ابعاد اندام كاربر تنظيم كرده و به مفاصل پايين‌تنه اجازه حركت در صفحه ساجيتال را بدهد. در اگزواسكلتون فاز اول با توجه به آسيب ديدن دستگاه اراده و صدور فرمان حركت در افراد فلج، كنترل تعادل بالاتنه كاربر توسط عصا انجام‌شده و پايين‌تنه فرد ترجكتوري از پيش تعريف‌شده‌اي را با فشردن كليدي در پنل كنترلي انجام خواهد داد. در فاز دوم، كنترل تعادل با كاربر بوده و اگزو بايستي در حين دنبال كردن حركت، زماني كه فرد نياز به كمك داشته، كسري از نياز حركتي را به مفاصل فرد منتقل كند. لذا تعقيب مفاصل و تأمين بخشي از خواسته حركتي فرد، نياز به عملگري داشته تا تعاملات بين كاربر، اگزو و فضاي ديناميكي ناشناخته محيط بيرون را به نرمي ايجاد كند. اجزا پا اگزواسكلتون: عضوي حياتي به خاطر وظايف متنوع آن هست كه شامل انتقال وزن اگزو به زمين بوده كه متعاقباً بايد داراي يكپارچگي ساختاري و عمر طولاني در حضور نيروهاي محيطي متناوب باشد. همچنين ازجمله اجزائي بوده كه انسان و اگزو به‌طور صلب به يكديگر متصل شده درنتيجه براي اپراتور بايد نرم و راحت باشد. همان‌طور كه در شكل ‏3 نشان داده‌شده ساختمان اصلي آن داراي پاشنه صلبي بوده تا نيروها را به زمين منتقل كند. اجزا ساق و ران اگزواسكلتون: وظيفه اصلي ساق و ران در تأمين پشتيباني ساختاري و ارتباط كشش/انقباض مفاصل به هم هست. هم ساق و هم ران به‌منظور انطباق با 90 درصد جمعيت آماري تنظيم‌شده‌اند، آن‌ها شامل دو قطعه بوده كه در داخل يكديگر لغزيده و سپس در طول دلخواه قفل مي‌شوند. اجزا ساق و ران اگزو در شكل 4 , 5 نمايش داده‌شده است. اجزا كمر اگزواسكلتون: همان‌طور كه در شكل ‏6 نشان داده‌شده تورسو به ساختمان ران متصل شده است. منبع تغذيه، كنترلر و بردها بر روي پشت تورسو سوار شده است. يك حس‌گر شيب‌سنج بر روي آن سوار شده تا زاويه مطلق آن را با توجه به الگوريتم كنترلي بدهد. يك بند

بسياري از كاربرد هاي پزشكي ، نياز به كنترل و مراقبت از ميزان فشاري است كه به پا و اندام تحتاني بيمار وارد مي شود. پس از انجام جراحي بر روي اندام هاي تحتاني نياز است كه وزن گذاري به صورت محافظت شده با مقدار خاصي انجام شود تا باعث مشكلات و عوارض نشود و از طرفي توصيه به وزن گذاري پس از جراحي ارتوپدي ، از عدم وزن گذاري كامل تا وزن گذاري پارشيل و وزن گذاري كامل متغير است كه در هر زمان در طي پيگيري بيمار توصيه مي شود كه حدود چند درصد وزن را بر روي اندام مبتلا بياندازد و مابقي وزن را به عصا منتقل كند. از طرفي نمي توان اندام را به طور كامل در اين دوره بدون وزن كرد زيرا احتمال استئوپروز(پوكي استخوان ) در اثر عدم وزن گذاري افزايش خواهد يافت كه ارزيابي آن نيز مشكل و طولاني و دردناك خواهد بود . به همين دليل بايد در فكر راهي باشيم كه بتوان ميزان درصد وزن گذاري را در هر زمان به بيمار بر اساس روند بهبود توصيه كرد و بيمار نيز بتواند هر چه دقيق تر آن را اجرا كند تا خللي در روند بهبود ايجاد نشود و از طرفي براي پزشك نيز اين روند قابل رديابي باشد. در صورتي كه در روند بهبود خللي ايجاد شود پزشك مي تواند با بررسي سابقه وزن گذاري به علت آن پي ببرد و از طرفي مي تواند در انجام كارهاي تحقيقاتي براي ميزان وزن گذاري در دوره پس از جراحي از اين وسيله استفاده كند و برنامه ريزي وزن گذاري را براي جراحي هاي مختلف كه هنوز نامشخص است تعيين كند. در نتيجه دستگاهي نياز است كه فشار وزن را اندازه گيري كرده و براساس درصد وزن تنظيم شده ،در صورتي كه از ميزان حد مجاز آن (كه توسط پزشك مربوطه تعيين مي شود) بيشتر شود، با يك هشدار شخص را مطلع سازد تا فشار خود را كمتر روي آن پا انداخته تا آسيب وارد نگردد و اين اطلاعات نيز در حافظه آن جهت بازياي توسط پزشك ذخيره مي شود. وسيله مورد نظر در قالب يك دمپايي طراحي مي شود كه بيمار بتواند هم با گچ و هم بدون داشتن گچ از آن استفاده كند. مكانيزم كار بدين صورت مي باشد كه به كمك چهار سنسور فشار در در 4 نقطه پا كه بيشترين فشار را متحمل مي شوند، نيروي وارد شده به كف پا تعيين مي گردد و پس از تحليل داده ها به كمك يك پردازنده ميزان درصد وزني كه رو پا افتاده است تعيين مي گردد. در صورت گذشتن اين عدد از حد مجاز يك هشدار به صورت بوق به شخص داده مي شود. تنظيم ميزان حد فشار وارده مي تواند به كمك اتصال دمپايي به كامپيوتر از طريق پورت USB و توسط پزشك انجام مي گيرد. سيستم برق رساني اين دستگاه توسط يك باتري قابل شارژ انجام مي گيرد و براي شارژ مجدد آن توسط يك آداپتور به راحتي دستگاه براي 1 الي 2 ساعت فعال مي باشد. همچنين امكان ذخيره اطلاعات جهت اطلاع پزشك از متوسط فشار وارده بر پاي مصدوم در مدت زمان مشخص در نظر گرفته خواهد شد. علاوه بر آن بر اساس تعداد قدم‌هاي برداشته شده، امكان اندازه گيري مسافت طي شده توسط بيمار فراهم مي‌گردد.

امروزه از علوم رباتيك، استفاده گسترده‌اي در امر فيزيوتراپي بيماران عصبي و عضلاني شده است. نمونه‌اي از تمرينات تاثيرگذار در علم فيزيوتراپي، حركت در مايعات بخصوص آب است كه با توجه به ويژگي‌هاي نيروي شناوري و گرانروي مايع، فرآيند توانبخشي بيمار تسريع مي‌شود. ربات اختراعي با امكان انجام شبيه‌سازي حركت در مايع، قادر است تمرينات فيزيوتراپي را از طريق دستگاه و ضمن مشخص كردن پارامترهاي مختلف تمرين از طريق يك رابط كاربري بسيار آسان و قابل استفاده توسط پزشك يا بيمار انجام دهد.

در اختراع حاضر در كنار هدف اصلي ربات يعني بهبود مشكلات زانو تلاش شده‌است با درنظرگرفتن شاخص‌هاي: انطباق بهتر ربات با بدن، تأمين تمامي درجات آزادي مفاصل بدن، حس درد كاربر و ميزان سوخت‌وساز بدن، راحتي و امنيت بيمار افزايش يابد. در مكانيزم مفصل زانو اين ربات سه سيستم: چرخ‌دنده‌اي، لولا و لغزشي تي (T) شكل تعبيه شده‌است تا اين مكانيزم يك حركت مشابه با حركت سه‌بعدي زانو‌ي انسان در تمامي صفحات اصلي بدن ايجاد كند. در مكانيزم مفصل زانو ربات، سيستم چرخ‌دنده‌اي وظيفه ايجاد حركت زانو در صفحه ساژيتال، سيستم لولا وظيفه ايجاد حركت زانو در صفحه فرونتال و سيستم لغزشي تي (T) شكل وظيفه ايجاد حركت زانو در صفحه ترنس‌ورس را دارد. بدين شكل كليه درجات آزادي زانو در تمامي صفحه‌هاي آناتوميك فراهم شده كه منجر به انطباق اين مفصل ربات با مركز آني دوران زانوي انسان مي‌گردد. در مفصل لگن ربات نيز يك قطعه الاستيك تعبيه‌شده تا با انعطاف خود در سه صفحه اصلي بدن شناوري مركز آني دوران اين مفصل را براي ربات ايجاد كند. در اين ربات كليه بست‌ها با استفاده از مقاطع واقعي پا به‌صورت ارگونوميك طراحي شده تا ربات منطبق بر بدن بوده و كمترين ميزان توليد نيروي ناخواسته را داشته باشد.