طراحی مسیر یک بازوی مکانیکی ماهر با پایه متحرک برای حرکتی بدون برخورد

در این تحقیق روشی برای طراحی مسیریک سیستم موبایل ربات صفحه ای شامل پایه غیرهلونومیک وبازوی سه لینکی در حضور موانع ارایه شده است. در اینجا از توابع پیوسته و هموار مانند توابع چندجمله ای به منظور مسیریابی ربات استفاده شده است. روش ارایه شده شامل به دست آوردن تاریخچه زمانی حرکت محرکهای ربات می شود که تحت رفتار این محرکها، ربات به پیکربندی نهایی خود می رسد. به منظور ساده سازی، فرض می شود که موانع موجود در مسیردارای اشکال هندسی منظم مانند دایره یا بیضی باشند. پایه به کار رفته در این تحقیق پایه با رانش دیفرانسیلی است که از انواع پرکاربرد پایه هاست.متغیرهای حرکت در فضایی تصویر می شوند که باعث ارضای قید غیرهلونومیک پایه در هر لحظه از حرکت می شود. موانع موجود در مسیر نیز به این فضا تصویر می شوند. ترکیب بازو وپایه باعث می شود که ربات در فضای کاری وسیع تری عمل کند. هر چند بررسی این نوع سیستمها شامل بررسی مسأله ای به نام افزونگی درجات آزادی می شود که به پیچیدگی مسأله می افزاید، ولی افزونگی درجات آزادی در ربات، قابلیتهای ویژه ای از نظر کاربردی برای آنها ایجاد می کند. به دلیل اینکه در رباتهای دارای افزونگی درجات آزادی در یک فضای کاری مشخص، مسیرهای متعددی برای ربات وجود دارد. یک راه برای انتخاب یک مسیر مناسب از بین مسیرهای ممکن، انتخاب یک اندیس مناسب و بهینه کردن آن می باشد. در این تحقیق مسأله طراحی مسیر بهینه،با بهینه سازی روی اندیس دینامیکی با استفاده از دو روش الگوریتم ژنتیک و جستجوی مستقیم صورت گرفته است. وجود مانع در مسیراز لحاظ سینماتیکی قیدهایی به مسأله اضافه می کند که به پیچیدگی مسأله می افزاید. یک راه حل برای در نظر گرفتن این قیود حل مستقیم معادلات سینماتیکی ربات است. با این کار بعد فضای مجهولات مسأله کاهش یافته و مسأله بهینه سازی مقید به مسأله بهینه سازی نامقید تبدیل می شود. درروش مورد استفاده دراین تحقیق با در نظر گرفتن کلیه درجات آزادی ربات دارای افزونگی،قیود سینماتیکی بااستفاده از ضرایب لاگرانژ و توابع پنالتی به اندیس مورد نظر اضافه می گردند. نتایج عددی و نمودارها جهت طراحی مسیر بهینه برای یک مجموعه موبایل ربات در حضور موانع با استفاده از دو روش الگوریتم ژنتیک و جستجوی مستقیم آورده شده است. جهت نشان دادن کارایی روش استفاده شده، نتایج به دست آمده با نتایج به دست آمده به روش حل مستقیم معادلات سینماتیکی که در یکی از مراجع بررسی شده است، مقایسه شده است. نتایج به دست آمده کارایی روش ارایه شده را نشان می دهد.