نام پژوهشگر: مصطفی شریعتی نیا

طراحی مسیر بهینه یک بازوی مکانیکی ماهر با پایه متحرک به منظور عدم برخورد با موانع
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان 1389
  مصطفی شریعتی نیا   مصطفی غیور

در این تحقیق روشی برای طراحی مسیر یک سیستم موبایل ربات فضایی شامل پایه غیرهلونومیک و بازوی سه لینکی در حضور موانع ارائه شده است. در اینجا از توابع پیوسته و هموار مانند توابع چندجمله ای به منظور مسیریابی ربات استفاده شده است. روش ارائه شده شامل به دست آوردن تاریخچه زمانی حرکت محرک های ربات می شود که تحت رفتار این محرک ها، ربات به پیکربندی نهایی خود می رسد. به منظور ساده سازی، فرض می شود که موانع موجود در مسیر دارای اشکال هندسی منظم باشند همچنین پایه به کار رفته در این تحقیق، پایه با رانش دیفرانسیلی است که از انواع پرکاربرد پایه ها ست. بازوی مکانیکی واقع بر پایه نیز بازوی سه درجه آزادی فضایی می باشد. ترکیب بازو و پایه باعث می شود که ربات در فضای کاری وسیع تری عمل کند. هر چند بررسی این نوع سیستم ها شامل بررسی مساله ای به نام افزونگی درجات آزادی می شود که به پیچیدگی مساله می افزاید، ولی افزونگی درجات آزادی در ربات، قابلیت های ویژه ای از نظر کاربردی برای آنها ایجاد می کند. در ربات های دارای افزونگی درجات آزادی در یک فضای کاری مشخص، مسیرهای متعددی برای ربات وجود دارد. یک راه برای انتخاب یک مسیر مناسب از بین مسیرهای ممکن، انتخاب یک اندیس مناسب و بهینه کردن آن می باشد. این اندیس می تواند شامل اندیس های سینماتیکی و دینامیکی با توجه به اهمیت هر یک و یا ترکیبی از چند اندیس با ضرایب وزنی مطلوب باشد. نتایج عددی و نمودارها جهت طراحی مسیر بهینه برای یک موبایل ربات در حضور موانع با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک آورده شده است. موانع بکار رفته در مساله نیز فضایی بوده و موانع ثابت و متحرک را شامل می گردد. مسیر به دست آمده و تاریخچه حرکت پایه و بازو نیز به دلیل استفاده از توابع چند جمله ای، پیوسته و یکنواخت است. تاریخچه مقدار گشتاور پایه و بازو بر حسب زمان به روش ارائه شده رسم و ملاحظه گردید که این روش منجر به جواب های مطلوب، معقول، هموار و بهینه می گردد. همچنین تاریخچه حرکت زاویه ای هر یک از عضوها و پایه بر حسب زمان رسم شد و ملاحظه گردید که تاریخچه حرکت به صورت توابع پیوسته و هموار از زمان است.