طراحی حرکت برای یک کانتینیوم ربات پایه متحرک

چکیده ربات های کف نورد یکی از کاربردی ترین ربات های متحرک، در امر کاوش هستند. این ربات ها در انواع چرخ دار و مجهز به پا ساخته شده اند و بنا بر کاربرد ساختار مکانیکی متفاوتی یافته اند. این ساختار مکانیکی مشکلاتی را نیز فراهم آورده است؛ که از جمله آن می توان به محدودیت های کارکرد در برخی وضعیت ها اشاره کرد. ربات های چند کارکرد و مولتی مد، توانایی پیمایش و کاوش در بازه گسترده تری از وضعیت ها را دارند. استفاده از یک بازوی مناسب کمک یارِ کاوش، مهم ترین مفهوم پس از انتخاب ساختارِ پایه پویا می باشد. در این راستا اگر ربات با یک محیط ناشناخته رو برو گردد باید توان حمل و برداشت انواع نمونه ها و پویش در انواع سطوح را داشته باشد. دستیابی به این امر با استفاده از ربات های چند کارکرد فراهم می گردد. در این پژوهش تلاش شده تا با ابداع یک ربات پایه پویای نوین چند کارکرد و به کار گیری یک بازوی ساختار پیوسته مهره ای چند کارکرد، بهترین توانمندی دینامیکی برای یک کاوش گر فراهم آید. از سویی مساله پایداری نیز از جمله اصلی ترین مفاهیم در طرح نوین بوده است؛ که پایداری مناسب تری را برای ربات نوین نسبت به نمونه های همکار موجود فراهم می آورد. برای اثبات توانمندی های این ربات و شناساندن مرز های کارکرد و برتری هایش، به نمونه های موجود، از مدل سازی دینامیکی به روش لاگرانژ، در مرحله نخست و معادلات توانمندی مکانیکی(به دست آوردن مرز های شتاب و نیرو و کارکرد)، معادلات زاویه بیشینه پایداری(مقایسه و بررسی پایداری ساختار ها)، معیار پیشنهادی حجم کارکرد(دستیابی به یک عدد برای نمره دهی به توانمندی) استفاده شده است. برای اثبات توانمندی بخش های گوناگون، به تحلیل اکتفا نشده و قسمت های ناملموس و نوینِ ربات، ساخته و آزمایش شده-اند. تا کارکرد آن بخش ها اثبات گردد؛ و از سویی از نتایج عملی در تحلیل ها استفاده شود. ربات نوین روتوپود نامگذاری شده است؛ که برگرفته از یکی از توانمندی های ربات در به کار-گیری چرخ و قلاب و پا است. ایده، به گونه ای پرورش یافته که هیچ المان اضافه ای به یک ربات چهار پا افزوده نشود؛ بلکه با تغییرات هندسی و دینامیکی به مقصود رسید.