طراحی و ساخت ربات موازی چهار شاخه با فضای کاری عاری از تکینگی با استفاده از الگوریتم زنبورعسل با هوش ازدحامی

در این مقاله ربات موازی چهار درجه آزادی چهار شاخه شبیه سازی می شود. ابتدا مدل ریاضی که بر اساس آن ربات موازی چهار شاخه مدل شده نشان داده شده و سپس بهینه سازی این ربات موازی بر اساس فضای کاری عاری از تکینگی سینماتیکی مرتبه دوم انجام می شود. نوآوری این مقاله در استفاده از دو الگوریتم جستجوی سراسری برای یافتن فضای کاری عاری از تکینگی است. ابتدا مسئله برای الگوریتم زنبورعسل مصنوعی حل شده و سپس این روش با روش هوش ازدحامی ذرات مقایسه می شود. نتایج نشان می دهد که با هر دو روش می توان پارامترهای طراحی ربات را به دست آورد، درحالی که از پیچیدگی هایی که از ویژگی ذاتی این نوع بهینه سازی است پرهیز کرد. مقایسه دو الگوریتم جستجو نشان دهنده آن است که روش هوش ازدحامی ذرات سریع تر از الگوریتم کلونی زنبورعسل عمل می کند. فضای جستجو برای این الگوریتم ها حجمی متشکل از سطحی به ابعاد ۵۰۰ mm در ۵۰۰ mmاست که در راستای عمود از ارتفاع ۵۰۰ mm تا ۱۰۰۰ mm تغییر می کند. همچنین از نکات مهم این مقاله دوران مجری نهایی حول محور عمود تا ۹۰ درجه چرخش است که قابلیت مهمی در ساختار و انعطاف عملکردی ربات دارد. پس از شبیه سازی، ربات موازی به کمک نرم افزار طراحی سه بعدی مدل می شود. درنهایت ربات موازی چهار شاخه طراحی شده در آزمایشگاه تعامل انسان و ربات دانشگاه تهران ساخته شده است.

Keywords:

Parallel Robot , singularity , Quattrotaar Robot , Artificial Bees colony , Particle Swarm Optimization , ربات موازی , تکینگی , فضای کاری , ربات چهار شاخه , کلونی زنبورعسل , هوش ازدحامی ذرات (PSO)