نام پژوهشگر: جواد صافحیان

مدل سازی حرکت دو گونه ربات چهارپا (حشره مانند و سگ مانند) و بررسی تعادل حرکتی آنها
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1389
  جواد صافحیان   علی اکبر اکبری

این پروژه به ارائه ی مدلی با هدف تولید مسیر برای حرکت ربات چهارپا می پردازد. در میان ربات های چهارپای مختلف، دو نوع ربات چهارپای حشره مانند و ربات چهارپای سگ مانند برای بررسی انتخاب شده اند. علت نام گذاری این دو ربات با نام های بیان شده به دلیل شباهت این ربات ها به موجودات هم نام در طبیعت است. در این پروژه دو حرکت غیرپیوسته ی پیش روی آهسته و دور زدن درجا مورد بررسی قرار می گیرند. به کمک طرح کننده ی مسیر که یک استراتژی است، ربات قادر خواهد بود در یک سطح هموار به هدف های معینی در صفحه ی دو بعدی دست پیدا کند. هر کدام از دو حرکت نام برده ( پیش روی آهسته و دور زدن درجا) به همراه جزئیات مربوط، در دل متن توضیح داده شده اند. برای تداوم پیش روی ربات، ربات در خلال حرکت باید دارای تعادل باشد. پیش از انجام هر گونه حرکتی از جانب ربات باید تعادل پیشاپیش بررسی شود. به همین منظور در این پروژه با فرض آهسته گی حرکت، تعادل استاتیکی پیش از هر حرکتِ ربات بررسی می شود. به همین منظور برای تضمین حرکت ربات، پیش تر چک می شود تا تصویر مرکز جرم ربات در داخل چندضلعی تکیه گاهی قرار داشته باشد. برای اینکه هر کدام از پاهای رباتتنها یک گام بردار، باید با نظمی مشخص، مسیر معینی را برای گام برداشتن طی نماید. لذا در این پروژه مسیر حرکت نوک پای ربات در طی حرکت با رابطه های ریاضی معین شده است. سپس با استفاده از سینماتیک معکوس ربات، مسیر نوک پا که در دستگاه کارتزین بیان شده است، به صورت تابعی از زاویه ی مفاصل ربات در آمده است. برای محاسبه ی سینماتیک مستقیم ربات ابتدا جدول dh برای هر کدام از ربات ها مشخص شده است. سینماتیک معکوس با توجه به شرایط فیزیکی ساختار ربات، از سینماتیک مستقیم آن ها استخراج شده است. به علاوه به منظور پیش بینی سایز موتورهای محرک ربات معادلات دینامیکی ربات گسترش یافته است. در انتها برای سهولت در کنترل ربات چهارپا، از کنترلر عصبی-فازی استفاده شده است. برای کنترل ربات، دینامیک معکوس به شبکه ی عصبی -فازی تعلیم داده شده است و سپس از این شبکه عصبی-فازی تعلیم یافته به عنوان کنترلر ربات استفاده شده است. همچنین برای تضمین کارکرد کنترلر عصبی-فازی به موازات این کنترلر از کنترلر بنگ-بنگ استفاده شده است. برای شبیه سازی ربات از نرم افزار webots استفاده شده است. به کمک نرم افزار matlab زاویه ی هرکدام از مفاصل ربات از سینماتیک معکوس محاسبه شده، سپس به عنوان ورودی به موتورهای ربات در نرم افزار webots استفاده شده است. در نتیجه ی آن حرکت ربات مشاهد شده است.