بهینه سازی فضای کاری ربات ها ی موازی فضایی کابلی افزونه

ربات های کابلی از حدود سه دهه پیش با توجه به خصوصیات منحصر به فرد خود مورد توجه قرار گرفته اند. این مکانیزم ها در عین برخوردار بودن از مزایای ربات های سری و موازی، فاقد برخی محدودیت های ساختاری آنها نیز می باشند. علیرغم این مزیت ها، استفاده از بازوهای کابلی به جای بازوهای صلب چالش های جدیدی را پیش روی محققین قرار داده است. یکی از مهم ترین چالش های مطرح در حوزه مکانیزم های کابلی، تحلیل فضای کاری آنها است. تحقیقاتی که تا کنون در این زمینه صورت پذیرفته دارای نقایصی از جمله حجم بالای محاسباتی در روش های عددی و پیچیدگی روش های تحلیلی و ضعف آنها در ارزیابی فضای کاری ربات ها ی فضایی با بیش از یک درجه افزونگی است. در این پژوهش، با معرفی نیروهای بنیادی افقی تازه در تحلیل فضای کاری گشوده شده است. نیروی بنیادی علاوه بر اینکه توانسته رویکردی جذاب در تحلیل فضای کاری ایجاد نماید پا را فراتر نهاده و در محاسبه نیروی کابلی بهینه در حضور نیروهای خارجی نیز موثر بوده است. یکی از بررسی هایی که در فضای کاری صورت می پذیرد ارزیابی عملکرد ربات است و این ارزیابی با ارائه معیارهای سینماتیکی قابل اجراست. در این رساله با توجه به فقدان یک معیار جامع در حوزه مکانیزم های کابلی و با نگاهی بر صفات نیروی بنیادی، معیار حساسیت نیرویی پیشنهاد شده است. این شاخص علاوه بر اینکه بیان کننده نسبت تغییرات نیروی کابل به نیروی خارجی است، تکینگی و کنترل پذیری ربات در فضای کاری را نیز مورد ارزیابی قرار می دهد. کنترل پذیر بودن یکی از نگرش های مهم در فضای کاری ربات های کابلی به شمار می آید. در ادامه با توجه به روش ارائه شده در تحلیل فضای کاری و معیار حساسیت نیرویی، عملکرد طرح های ربات فضایی کابلی نصیر مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا با نگاهی بر بهبود طرح های ارائه شده، طرح مفهومی مانی پیشنهاد گردیده است. سپس با بهره گیری از روش های بهینه سازی چندهدفه مانند الگوریتم ژنتیک، جبهه بهینگی پرتو به گونه ای برای پارامترهای طراحی ربات به دست آمده که توابع هدف طراحی بطور همزمان بهینه شده اند. نتایج حاصل شده از شبیه سازی ها موید کارایی روش های پیشنهادی در تحلیل فضای کاری، معیار سینماتیکی کابلی، طراحی مفهومی و بهینه سازی آن است.