از قابليت فنرها مي‏توان به امكان ايجاد گشتاور غيرفعال در حركت‏هاي رفت و برگشتي اشاره كرد. استفاده از اين ويژگي در ربات ها مي تواند سبب بهبود عملكرد آن‏ها شود. فنرهاي مرسوم داراي يك ويژگي مشترك هستند، و آن تابعيت گشتاور خروجي آن‏ها نسبت به جابجايي است. اين ويژگي باعث ايجاد محدوديت براي توليد دو منحني گشتاور-جابجايي متناسب با جهت حركت مي شود. هدف اصلي اين اختراع، ارائه ي روشي عمومي براي طراحي و ساخت تركيبي از فنرها است كه مي توانند دو منحني گشتاور-جابجايي را براي دو جهت ايجاد كنند. ايده ي ارائه شده شامل دو فنر غيرخطي تكجهته، و يك فنر مرسوم است. هر فنر غيرخطي تكجهته، تنها در يك جهت با محور حركت درگير مي‏شود، و منحني گشتاور-جابجايي مطلوب را براي آن جهت ايجاد مي‏كند. ساختار پيشنهادي نيازمند استفاده از عملگر مجزا براي كنترل كلاچ است. براي رفع اين مشكل، سازوكاري غيرفعال براي كنترل كلاچ در يك حركت رفت و برگشتي با دامنه ي ثابت ارائه مي‏شود. اين اختراع مي‏تواند دو منحني گشتاور-جابجايي مطلوب را براي دو جهت حركت در يك وظيفه ي رفت و برگشتي ايجاد كند. بنابراين از حوزه هاي كاربرد اين اختراع مي‏توان به: رباتيك صنعتي، رباتيك سيار، اندام‏هاي مصنوعي، اسكلت‏هاي خارجي و تجهيزات مكانيكي با وظايف رفت و برگشتي اشاره كرد.

ربات اختراع شده به منظور استفاده در فرآيند فيزيوتراپي طراحي و ساخته شده، و نقش يك فيزيوتراپ حرفه اي و خستگي ناپذير را ايفا مي كند. استفاده از عملگر نرم (با استفاده از فنر) در ساختار ربات، امكان اجراي روشهاي مختلف فيزيوتراپي را با كمترين هزينه و كارايي بالا فراهم كرده است. طراحي مكانيكي ربات، امكان كنترل نيرو را با روش هاي كنترل موقعيت و بدون نياز به سنسور نيرو فراهم ساخته است. دو الگوريتم كنترلي بر مبناي كنترل امپدانس مكانيكي براي ربات طراحي شده است. اولين الگوريتم براي توليد نيروي كمكي براي به حركت درآوردن بازوي كم توان بيمار مي باشد. دومين الگوريتم براي تقويت بيشتر عضلاتي است كه بدون كمك خارجي قادر به حركت مي باشند. اين الگوريتم با استفاده از اطلاعات موقعيت و جهت حركت بازو، سيستم را وارد رژيم هاي كاري مختلف كرده و در هر رژيم امپدانس را به گونه اي تنظيم مي كند كه علاوه بر توليد نيروي مورد نظر در خلاف جهت حركت كاربر، سيستم از يك پايداري ذاتي نيز برخوردار مي باشد.

يك سيستم چند رباتي متشكل از ربات¬هايي كه با طناب به يكديگر متصل شده¬اند و حلقه¬اي دور تا دور گنبد تشكيل مي¬دهند. اين سيستم باعث ايجاد پايداري ربات¬ها روي گنبد مي¬شود و ربات¬ها با قرارگيري مناسب بر روي گنبد و كنترل كشش طناب¬ها مي¬توانند باعث ثبات تمامي سيستم روي گنبد شوند. يك ربات از سيستم چندرباتي مي¬تواند با همكاري ديگر ربات¬ها تمامي گنبد را از بالا به پايين پيمايش كند. هر ربات، يك موبايل ربات مي¬باشد كه به دو ربات ديگر متصل مي¬باشد. هر ربات طناب متصل به يك ربات را مي¬كشد و فشار طناب ربات ديگر را اندازه¬گيري مي¬كند. اصطكاك با سطح گنبد و كشش طناب¬ها باعث مي¬گردد كه هر ربات در جاي خود پايدار بوده و در محدوده¬اي اطراف محل خود بدون لغزندگي حركت پايدار داشته باشد.

ااستفاده از فنرهاي غيرخطي در ربا‌‌ت‌ها مي‌تواند سبب بهبود عملكرد آن‌ها شود. عمده‌ي فنرهاي موجود داراي رفتار خطي هستند و فنرهاي غيرخطي موجود تنها براي مصارف خاص طراحي شده‌اند. با اين وجود روش‌هايي هم براي طراحي فنرهاي غيرخطي وجود دارد كه داراي ضعف‌هايي چون ناتواني در ايجاد همزمان گشتاور مثبت و منفي و محدوديت در حركت هستند. همچنين هيچ‌كدام از روش‌هاي موجود بومي نيستند. در اين اختراع روشي جديد براي طراحي فنرهاي غيرخطي دوراني با منحني گشتاور-جابجايي دلخواه ارائه مي‌شود كه محدوديت‌هاي مذكور در روش‌هاي گذشته را ندارد. اين طرح بصورت عمومي، ساده، و قابل پياده‌سازي در دو سازوكار مختلف ارائه شده است. سازوكار اول، شامل يك بادامك غيردايره‌اي ثابت، يك فنر و يك غلطك متحرك است. فنر به صورت كشيده شده بين محور دوران و مركز غلطك، متصل است. حركت غلطك بر محيط بادامك غيردايره‌اي باعث تغيير طول فنر مي‌شود. به علت هم‌راستا نبودن نيروي فنر با راستاي شعاعي بادامك، نيروي ناشي از فنر ايجاد گشتاور مي‌كند و بدين ترتيب مي‌توان با طراحي شكل بادامك، گشتاور مورد نياز را ايجاد كرد. سازوكار دوم، مشابه سازوكار اول است و تنها در آن از بادامك متحرك و فنر خطي فشرده ثابت استفاده شده است. با توجه به كاربرد مي‌توان يكي از مكانيزم‌ها را استفاده كرد. به طور خاص اين اختراع براي ربات‌ها ارائه شده است؛ اما مي‌توان از اين طرح در صنايع ديگري هم كه نيازمند فنر غيرخطي هستند، استفاده كرد.

اين اختراع يك اسكلت خارجي غيرفعال است كه براي كاهش مصرف انرژي و به تاخير انداختن خستگي در طول راه رفتن و دويدن طراحي شده است. به عبارت ديگر با استفاده از اين اختراع افراد مي‌توانند به راحتي يك مسير طولاني را با خستگي كمتر به پياده‌روي (با سرعت دلخواه بپردازند) و يا اينكه با صرف انرژي مشخصي با سرعت بيشتري بدوند. به عبارت ديگر با استفاده از اين اسكلت خارجي كاربر ميزان انرژي كمتري را در يك سرعت مشخص مصرف كند و در نتيجه قادر خواهد بود با سرعت بيشتري بدود و يا راه برود. اسكلت طراحي شده فعلي در مقايسه با ساختارهاي طراحي شده با رويكرد مشابه قابليت‌هاي بسيار بالاتري دارد اول اينكه اين سيستم دقيقا بر مبناي اطلاعات جمع آوري شده از بدن انسان طراحي شده است. ثانيا در هنگام دويدن و راه رفتن مصرف انرژي فرد را كاهش خواهد داد. ثالثا براي گستره وسيعي از سرعت‌ها در هنگام دويدن و راه رفتن كاربرد دارد. اين در حالي است كه ساير اسكلت‌هاي خارجي غيرفعال تنها براي دويدن و يا راه رفتن و در سرعتي خاص كاربرد دارند. نكته آخر اينكه اين ساختار كاملا غيرفعال است، به اين معنا كه از هيچ موتور، باتري و يا سيستم الكترونيكي استفاده نمي‌كند.

پاي مصنوعي طراحي شده از نوع پاي مصنوعي غيرفعال است. در مچ پا از دو فنر براي ذخيره انرژي استفاده شده است. يك فنر براي پاشنه و يك فنر براي پنجه پا تعبيه شده است. فنر پاشنه وظيفه گرفتن ضربه ناشي از برخورد پا به زمين را بر عهده دارد و فنر پنجه پا، با ذخيره انرژي مي تواند انرژي مناسب براي ممان رو به جلوي بدن را فراهم كند. زانوي طراحي شده از نوع مفصل چهارلينكه است. براي اينكه فرد معلول انرژي مكانيكي كمتري مصرف كند و حداكثر شباهت سينتيكي بين زانوي طراحي شده و انسان سالم ايجاد گردد، از المانهاي غيرفعال مثل فنر و اصطكاك در ساختار تعبيه شده است. به دليل ماهيت هيبريد راه‌رفتن؛ در هر فاز، از عناصر غيرفعال خاصّ آن فاز استفاده شده است. در فازstance يك فنر وظيفه ايجاد پايداري ديناميكي، ذخيره انرژي و ايجاد شباهت سينماتيكي را برعهده دارد. در فاز swing از اصطكاك و فنر براي ايجاد شباهت سينماتيكي استفاده شده است. براي اينكه پاي مصنوعي طراحي شده، قابليت تطبيق با سرعت‌هاي مختلف را داشته باشد، از فيدبك مكانيكي استفاده شده است. اين فيدبك وظيفه ي انتقال نيرو از مچ پا به زانو را بر عهده دارد. بعد از برخورد مچ پا به زمين، اين فيدبك باعث قرارگيري فنر stance در زانو مي‌شود و بعد از جدا شدن پاشنه پا از زمين، فنر swing در زانو قرار مي‌گيرد. اين اختراع براي افرادي كه پاي خود را از ناحيه بالاي زانو از دست داده اند طراحي شده است. اين طرح با تنظيم مناسب عناصر غيرفعال (فنر و اصطكاك)، مي تواند حداكثر شباهت سينماتيكي و ديناميكي نسبت به انسان سالم در زانو و مچ پا ايجاد نمايد. اين شباهت سينماتيكي و ديناميكي باعث مي‌گردد كه كاربر انرژي كمتري در حين راه ‌رفتن مصرف كند و به مفصل ران وي فشار كمتري وارد شود. استفاده از فيدبك مكانيكي باعث گرديده كه فرد معلول توانايي راه رفتن با سرعت‌هاي مختلف را داشته باشد. مكانيزم طراحي شده برخلاف ساير مكانيزم‌هاي غيرفعال طراحي شده داراي رفتاري دوگانه است كه قابليت اين ساختار را به نحو چشم گيري افزايش مي‌دهد. با توجه به نحوه‌ي طراحي و عدم استفاده از عمگر و سيستم‌هاي الكترونيكي، هزينه ساخت اين پاي مصنوعي نسبتاً پايين بوده و به دليل نحوه طراحي مناسب، اين محصول به راحتي قابليت بومي‌سازي در كشور را دارد.

ربات خود تنظيم و تطبيق پذير با تير روشنايي، رباتي است كه توانايي بالارفتن ازتير را _ جهت رنگ آميزي و زنگ زدايي تير _ دارا مي¬باشد.اين ربات با استفاده از مكانيزم هاي مكانيكي، توانايي تنظيم خود با قطر تير و همچنين تغييرات قطر تير در طول تير را دارا مي¬باشد. اين ربات توانايي تطبيق با تغيير شكل سطح مقطع تيرها(مربع،دايره، هشت وجهي و ...) را دارا مي¬باشد. ربات با استفاده از 4 موتور بالا برنده خود نيروي بالارفتن را تامين مي¬كند و مي¬تواند سيستم¬هاي مختلف زنگ زدايي و رنگ آميزي را حمل كند. نحوه عملكرد ربات به اين صورت است كه پس از قرار دادن ربات در پاي تير(ربات تير را در بر مي-گيرد)ربات به صورت اتوماتيك تير را مي¬گيرد و بالا مي¬رود.در هنگام بالا رفتن عمليات زنگ زدايي و در هنگام پايين آمدن عمليات رنگ آميزي انجام مي¬شود. سرعت رنگ آميزي و زنگ زاديي بستگي به نوع سيستم انتخابي براي رنگ آميزي و زنگ زدايي دارد.سرعت رنگ آميزي در سيستم انتخابي ما توانايي رنگ آميزي 10 متر بر دقيقه را دارا مي¬باشد.