تحلیل نیروهای تعمیم یافته فضای مفاصل و شبیه سازی حرکت پاها در ربات انسان نما با استفاده از معادلات لاگرانژ

ارتقای سطوح کاربردی سیستم های اتوماسیون صنعتی و نیاز محققین به تولید محصولات متنوع و سازگاربا هدف همیشگی کاهش هزینه و زمان تولید، شکل گیری سیستم های مونتاژ و تولید انعطاف پذیر رااجتناب ناپذیر می نماید. ربات ها به دلیل دارا بودن قابلیت انعطاف پذیری در کاربرد، به یکی از اجزایاصلی سیستم های انعطاف پذیر تبدیل شده اند. از مهم ترین جنبه های تحقیقاتی در زمینه رباتیک که درچند سال اخیر مورد توجه محققان و مهندسین قرار گرفته است، ربات های دوپا و یا انسان نما می باشد.یکی از ویژگی های مهم ربات انسان نما، راه رفتن روی دو پا است. حفظ تعادل ربات روی دو پا، کار سختیاست که باعث می شود تا کنترل ربات نسبت به رباتی که روی دو چرخ حرکت می کند، بسیار مشکل شود.در ده سال اخیر راه حل های زیادی برای حل مسیله بسیار دشوار حرکت ربات های دوپا پیشنهاد شده اند درحالیکه حتی قابلیت بهترین روش ارایه شده نیز، در مقایسه با توانایی طبیعی انسان در راه رفتن بسیارناچیز است. استفاده از معادلات لاگرانژ در این طرح به منظور تحلیل نیروهای تعمیم یافته فضای مفاصلبرای یک ربات دو پا مورد استفاده قرار گرفته است. در این راستا علاوه بر سینماتیک، از سینماتیک معکوسربات به منظور محاسبه سرعت و شتاب فضای مفاصل براساس موقعیت ربات در طی گام برداری در دو فازمختلف استفاده گردید. عمل گام برداری به شکل مسیر منحنی در نظر گرفته شده و به واسطه حل عددیگشتاورها، فضای مفاصل بدست آمده است. در هر دو فاز تک تکیه گاهی و دو تکیه گاهی فرض کرده ایمکه موقعیت ابتدایی و انتهایی ربات و سرعت آن در نقاط مرزی مشخص بوده و مسیله از نوع Two Point Boundary Value Problem است. در ربات مورد بررسی هر پا شامل یک ران، ساق و کف پا بوده کهدر صفحه قایم حرکت می کند. در بخش مدلینگ و ارزیابی نرم افزاری میزان انطباق نتایج تحلیلی و حلعددی مورد بررسی قرار می گیرد.

Keywords:

ربات دوپا , لاگرانژ , سینماتیک , طراحی مسیر بهینه , دینامیک , سینماتیک معکوس