بهینه سازی هندسه ربات بالا رونده از پله جهت کاهش لغزش

در سالهای اخیر ربات¬های چرخ¬دار به طور گسترده¬ برای امور متنوعی گسترش داده شده¬اند. به طور مثال برای کاوش¬های سیاره¬ای، بازرسی ساختمانی و در طراحی ویلچر برای افرادی که ناتوانی جسمی و حرکتی دارند مورد استفاده قرار می¬گیرند. ربات چرخ¬دار به دلیل سبک بودن، بازدهی بالای انرژی و کم سروصدا بودن نسبت به ربا¬ت¬های پادار و زنجیردار؛ همواره مورد توجه قرار گرفته است. در این پروژه هدف، طراحی مکانیزم چرخ¬داری است که قادر به حمل اجسام باشد و بتواند از مسیرهای ناهموار از جمله پله عبور کند. در ربات انتخاب شده پارامترهای موثری همانند جرم چرخ¬ها¬، فاصله مرکز ثقل ربات تا زمین و طول عضوها وجود دارد، که بهینه سازی این مقادیر باعث بهبود وضعیت ربات در گذر از پله می¬شود. برای به دست آوردن توابع هدف، ربات در سه وضعیت خاص مورد تحلیل قرار گرفت. برای کنترل چرخ¬های ربات از یک الگوریتم بر مبنای اصطکاک بین چرخ و زمین استفاده شده است. در این الگوریتم هدف قرار دادن گشتاور وارد شده به چرخ، بین حداکثر گشتاور ایجاد شده توسط نیروی اصطکاک ایستایی و جنبشی خواهد بود. برای اجرای این الگوریتم از نرم افزارهای متلب و ادامز استفاده شده است. برای کنترل صفحه¬ای که اجسام با جرم¬های مختلف بر روی آن قرار می¬گیرند، از کنترل تطبیقی استفاده شده است. نتایج نشان می¬دهد که ربات توانایی عبور از مسیر صاف، مسیر با موانع متقارن و پله را دارد؛ هم¬چنین مقدار گشتاور وارد بر چرخ همواره بین حداکثرگشتاور ایجاد شده توسط نیروی اصطکاک ایستایی و جنبشی، قرار می¬گیرد. صفحه¬ی حامل پس از مدت زمان کوتاهی به صورت افقی قرار می¬گیرد.