طراحی و بهینه سازی زنجیره انتقال قدرت مفصل مچ یک ربات انسان نما

Authors

مهیار اشکواری

عضو/ مرکز سیستم ها و فناوری های پیشرفته عقیل یوسفی کما

رئیس / مرکز سیستم ها و فناوری های پیشرفته دانشگاه تهران مسعود شریعت پناهی

استاد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران حسین کشاورز

عضو/ مرکز سیستم ها و فناوری های پیشرفته

abstract

با توجه به ضرورت افزایش کارائی نسل های جدید ربات های انسان نما، در این مقاله، به منظور افزایش سرعت حرکت ربات انسان نما سورنا3، یک مکانیزم انتقال قدرت برای تحریک مفصل مچ پیشنهاد شده و انرژی مصرفی در مکانیزم پیشنهادی و پیشین مورد مطالعه قرار گرفته است. در مکانیزم پیشنهادی، موتورهای محرک مفصل مچ به لینک ساق پا منتقل شده اند و به منظور ایجاد حرکت دورانی مچ حول محور طولی، از ترکیب تسمه-پولی و هارمونیک درایو و برای دوران مچ حول محور عرضی، از مکانیزم رولراسکرو استفاده شده است. جهت صحه گذاری بر روند طراحی، نتایج شبیه سازی حرکت ربات با داده های تجربی مقایسه شده اند و در نتیجه این روند، مدل دینامیکی با تقریب خوبی با مدل واقعی ربات مطابقت پیدا کرده است. سپس، به منظور ایجاد طراحی مسیر پایدار ربات، از الگوریتم فراابتکاری ژنتیک برای بهینه سازی پارامترهای موثر حرکت ربات براساس تابع هدفی که ماکزیمم گشتاور مفصل زانو را حداقل می کند، استفاده شده است. این فرآیند بهینه سازی در حرکت مستقیم الخط ربات بر روی سطح صاف اعمال شده و در نتیجه این روند، پارامترهای طراحی مسیر بهینه برای مکانیزم پیشنهادی به نحوی بدست آمده اند که منجر به کاهش گشتاورهای مفاصل پائین تنه ربات نسبت به ربات سورنا3 شده اند. همچنین، مکانیزم پیشنهادی با کاهش جرم کف پا، استفاده از موتورهای سبک تر و نیز رسیدن به سرعت های بالاتر برای ربات را ممکن می سازد.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

طراحی و تحلیل یک ربات پوشیدنی مبتنی بر سازوکار کابلی برای توان‌بخشی مفصل مچ پا

سکته‌ی مغزی علاوه بر خطر مرگ می‌تواند به بروز عوارضی ناتوان‌کننده نظیر اختلالات تعادلی، فلج اندام، اختلالات گفتاری و ذهنی منجر شود. این پژوهش به‌منظور طراحی یک ربات توان‌بخشی پوشیدنی برای مفصل مچ پا انجام شده است. بدین منظور ابتدا ملاحظات طراحی بررسی، و سه درجه آزادی حرکتی اصلی مورد نیاز شناسایی شد. سپس یک سازوکار کابلی معرفی شد که قادر است با استفاده از موتورهای الکتریکی و فنرهای فشاری، در کنا...

full text

بهینه سازی حرکات دورانی پاشنه و پنجه برای ربات دو بعدی انسان نما مجهز به مفصل پنجه فعال (۲)

در پژوهش حاضر، اثرات افزودن پنجه فعال به یک ربات انسان نمای دو بعدی که دارای حرکات دورانی پاشنه و پنجه می باشد بررسی می گردد. در این راستا، ابتدا مسیر حرکت مفاصل مختلف ربات طراحی می شود. پس از طراحی مسیر، مدل دینامیکی ربات با استفاده از دو روش کین و لاگرانژ در فازهای مختلف حرکت استخراج می شود. همچنین صحت مدل دینامیکی استخراج شده، با استفاده از دو روش مختلف تایید می گردد. مدل ارائه شده، براساس و...

full text

بهینه سازی حرکات دورانی پاشنه و پنجه برای ربات دو بعدی انسان نما مجهز به مفصل پنجه فعال (2)

در پژوهش حاضر، اثرات افزودن پنجه فعال به یک ربات انسان نمای دو بعدی که دارای حرکات دورانی پاشنه و پنجه می باشد بررسی می گردد. در این راستا، ابتدا مسیر حرکت مفاصل مختلف ربات طراحی می شود. پس از طراحی مسیر، مدل دینامیکی ربات با استفاده از دو روش کین و لاگرانژ در فازهای مختلف حرکت استخراج می شود. همچنین صحت مدل دینامیکی استخراج شده، با استفاده از دو روش مختلف تایید می گردد. مدل ارائه شده، براساس و...

full text

تحلیل سینماتیکی- سینتیکی پیمایش مستقیم الخط ربات انسان نما

  محمود سعادت فومنی1، محمد مهدی خطیبی2،*، مهدی مرادی3، مرتضی کارآموز مهدی آبادی3       اطلاعات مقاله     چکیده   دریافت مقاله: آذر 1387   پذیرش مقاله: تیر 1387     بررسی‏ها و مطالعات صورت گرفته در زمینه ربات‏های انسان نما، شناخت دقیق پارامترهای دینامیکی ربات را لازمه اجرای یک حرکت شبه انسانی دانسته‏اند. تعداد درجات آزادی بالای این نوع ربات‏ها، رسیدن به این شناخت را به مراتب پیچیده‏تر می‏کند. در...

full text

بهینه سازی ابعاد و طراحی بهینه مسیر یک ربات جراح

در این مقاله، هدف ارائه روندی است که بتوان با استفاده از آن معیار مهارت را در طراحی بهینه ابعاد و مسیر یک ربات جراح لاپراسکوپی به کار بست. این معیار وابسته به پیکربندی بازوی رباتیک است و برای محاسبه آن در هر نقطه از فضای کاری، نیاز به حل معادلات سینماتیک مستقیم و وارون و همچنین استخراج ماتریس ژاکوبین است. در مقاله حاضر، با استفاده از روش مونت کارلو، مهارت ربات در کل فضای کاری محاسبه شده است. بر...

full text

بازیابی تعادل یک ربات انسان نما با استفاده از درجه آزادی مچ پا و لگن بر روی سطوح تماسی کوچک

هدف از این مقاله ارائه الگوریتمی برای بازیابی تعادل ربات انسان نما در حضور اغتشاشات ناشناخته شدید بر روی سطوح تماسی کوچک است. انسان با بزرگ شدن اغتشاش وارده به ترتیب از سه استراتژی مچ پا، لگن و گام برداری برای بازگرداندن تعادل خود بهره می برد. در شرایطی که اغتشاش وارده بزرگ باشد و شرایط محیطی اجازه گام برداری را ندهد، و یا زمانی که ربات بر روی سنگ و یا قطعه ای می ایستد، سطح تکیه گاهی پا کوچک می...

full text

My Resources

Save resource for easier access later


Journal title:
مهندسی مکانیک مدرس

جلد ۱۶، شماره ۱۱، صفحات ۴۱۷-۴۲۸

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023