طراحی، ساخت و کنترل ربات کروی با سکوی حمل بار

ربات کروی از جمله ربات های چرخ دار بوده که در آن از یک چرخ کروی برای حرکت ربات در مختصات صفحه ای استفاده می گردد. اساس عملکرد این گونه ربات ها برقراری تعادل یک جرم بر روی توپ بوده که همانند یک پاندول معکوس عمل می نماید. این ربات ها به علت داشتن ارتفاع، سرعت و حرکتی نرم توانایی آن را دارند که به صورت مناسبی در محیط هایی که انسان ها نیز در آن حضور دارند به فعالیت بپردازند. هدف از اجرای این پژوهش طراحی و ساخت ربات کروی و چگونگی پیاده سازی کنترلر مورد نظر به منظور حفظ تعادل ربات بر روی توپ کروی است که بخش مهم و قابل توجهی از این پایان نامه را به خود اختصاص می دهد. همچنین پیاده سازی و نصب پایدراساز به منظور جلوگیری از لرزش های ربات هنگام برقراری تعادل، قسمت دیگری از این پژوهش را شامل می شود. در بخش مکانیک ربات، طراحی ها و قطعات مکانیکی به کاررفته در ربات مورد تحلیل و بررسی قرار خواهند گرفت. آن چه که در حین طراحی باید به آن توجه داشت چگونگی پیاده سازی طراحی های مورد نظر و همچنین در دسترس بودن قطعات انتخاب شده می باشد. پس از مونتاژ ربات بزرگترین چالش ایجاد اصطکاک رانشی لازم بین عملگرها و توپ بوده است که زمان بسیاری را به خود اختصاص داد. سپس به طراحی مدارات الکترونیکی و پیاده سازی آن در ربات خواهیم پرداخت. در این میان، طراحی درایور مناسب برای عملگرهای ربات مهم ترین چالشی بود که در این بخش با آن رو به رو بودیم. زیرا در آزمون های اولیه ربات، مشخص گردید که پاسخ سریع عملگرها به فرامین کنترلی نقش بسیار مهمی را در حفظ تعادل ربات خواهد داشت و کوچک ترین کندی در پاسخ عملگرها موجب عدم پایداری ربات می گردد. در آخر نیز به چگونگی پیاده سازی کنترلر مورد استفاده در این ربات خواهیم پرداخت. نتایج و نمودارهای به دست آمده از کنترل ربات ارائه و مورد بحث قرار خواهند گرفت.