برنامه ریزی حرکت برای چند روبات همکار متحرک با در نظر گرفتن ملاحظات پایداری دینامیکی

در این رساله، به همکاری روبات ها در جابجایی یک جسم مشترک سنگین و برنامه ریزی حرکت پرداخته می شود. در این راستا در فصل نخست، مقدماتی در این خصوص ارایه خواهد شد، سپس مسأله ی مورد نظر تعریف گردیده و پژوهش های پیشین مرتبط با آن بحث می شود. هنگامی که یک جسم سنگین توسط یک یا چند روبات حمل می شود ممکن است که واژگونی روبات ها رخ دهد. یک راه مناسب برای اجتناب از واژگونی سیستم آن است، که معیار مناسبی جهت ارزیابی پایداری سیستم ارایه گردد. از این رو در فصل دوم، راجع به پایداری در مقابل واژگونی و ارایه ی معیار مناسبی جهت ارزیابی آن بحث خواهد شد و معیار گشتاور-ارتفاع معرفی می گردد. این معیار، از نظر فیزیکی معنادار، از حیث محاسباتی ساده و قادر به ارزیابی وضعیت سیستم به صورت موثر می باشد. بازوهای متحرک که عموماً مرکب از یک پایه ی متحرک و یک یا چند بازوی عامل می باشد، با توجه به کاربردهای متعدد همواره مورد توجه محققان بوده است. با این وجود بسیاری از پژوهش های انجام گرفته در زمینه ی بازوهای متحرک، دارای این ویژگی مشترک است که میدان حرکت روبات، صاف و بدون پستی و بلندی در نظر گرفته شده است. از این رو پایه ی روبات صلب است و مجهز به سیستم تعلیق نیست. در حالی که بسیار مناسبت دارد که جهت افزایش قابلیت مانور سیستم و استفاده از آن در زمین های طبیعی از پایه ی متحرکی استفاده شود، که مجهز به سیستم تعلیق انعطاف پذیر است. با این ملاحظات، در فصل سوم راجع به چنین سیستم هایی بحث می گردد؛ دینامیک آنها در حالت صفحه ای استخراج و سپس، با استفاده از نرم افزار معروف msc.adams صحه گذاری خواهد شد. با استفاده از دینامیک استخراج شده و معیار گشتاور-ارتفاع اثر سیستم تعلیق بر روی پایداری سیستم مورد بررسی قرار خواهد گرفت. این تأثیر در حالتی که سیستم بر روی زمین مسطح و ناهموار حرکت می کند، مطالعه خواهد شد. همچنین، دینامیک سیستم پس از واژگونی نیز مورد توجه قرار خواهد گرفت و مجدداً اثر تعلیق بررسی خواهد شد. در فصل چهارم، مدل کامل بازوهای متحرک که مجهز به سیستم تعلیق می باشند، ارایه و با در نظر گرفتن یک مدل اصطکاک دقیق، امکان بررسی اثر اصطکاک بر روی واژگونی فراهم خواهد گردید. در ادامه ثابت می شود که افزایش اصطکاک چرخ ها با زمین، باعث تضعیف پایداری سیستم در مقابل واژگونی می گردد. در فصل پنجم برنامه ریزی حرکت پایدار، بررسی خواهد گردید، که به ندرت در مورد بازوهای متحرک مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. از این رو در این فصل، تلاش خواهد شد که روش مناسبی جهت برنامه ریزی حرکت بازوهای متحرک ارایه شود. روش ارایه شده به این ترتیب است که برای بالا تنه ی سیستم از روش های مرسوم و برای پایین تنه ی آن، از کنترل بهینه ی غیرمستقیم استفاده می شود. این روش، سریع است و به علاوه، می تواند برای حالت های پیچیده ی دیگر توسعه داده شود. در فصل ششم، راجع به نوع گیرش یک جسم سنگین بحث خواهد شد. برای نیل به این مقصود، فرض خواهد شد که بتوان جسم سنگینی را از دو وضعیت متفاوت گرفت. نشان داده خواهد شد که به ازای تراژکتوری های یکسان برای جسم، نوع گیرش و پیکره ی مرتبط روبات در پایداری سیستم موثر است. در این راستا، برای کنترل حرکت از قانون امپدانس چندگانه استفاده خواهد شد. در پایان این فصل نیز در خصوص برنامه ریزی حرکت پایدار برای دو روبات متحرک همکار بحث خواهد شد. در فصل هفتم، نتایج و دستاوردهای این رساله و برخی پیشنهادات جهت انجام پژوهش های آینده ارایه خواهد گردید