دینامیکو کنترل ربات هشت پا با دو بازوی همکار برای جابجایی اجسام
چکیده
در این پایان نامه، دینامیک و کنترل یک روبات هشت پا همراه با دو بازوی همکار برای جابجایی اجسام توسط روش کنترلی امپدانس چند گانه مورد بررسی قرار گرفته است. روبات مورد نظر، دارای یک بدنه شش درجه آزادی است که همان درجات آزادی بدون عملگر مستقیم روبات می باشند و هشت پای سه درجه آزادی دورانی همراه با دو بازوی مکانیکی سه درجه آزادی که درجات آزادی آنها به گونه ای انتخاب شده است که بتواند کار جابجایی جسم را به صورت مشترک در فضای کاری پوشش دهند، دارد. روش کنترل امپدانس چند گانه mic یک روش مبتنی بر مدل می باشد، از این رو نیازمند مدل دینامیکی دقیق و صحه گذاری شده روبات می باشد. ابتدا با استفاده از روش لاگرانژ، معادله دینامیکی نامقید روبات بدست می آید و سپس آن با نرم افزار simmechanics صحه گذاری می گردد. چون عموماً بیش از سه پای روبات در فاز تکیه گاهی قرار دارد، پس از نظر استاتیکی نامعین می باشد اما برای حالتی که این عدم تعین وجود ندارد روش orthogonal complement method اعمال می گردد و سپس نتایج صحه گذاری می گردد. برای حالتی که سیستم از نظر استاتیکی نامعین است روش های توزیع نیرو در کف پاهای تکیه گاهی بررسی و بر روی روبات اعمال می گردد. برای روبات، در دو حالت راه رفتن دو فازی (ضربدری) و چهار فازی طراحی مسیر انجام می گیرد و بر مبنای سرعت پیشروی بدنه مسیرهای مطلوب هر کدام از متغیر های مفصلی و بدنه روبات بدست می آید. در مرحله بعد، قیود گیرش و حذف آنها و اثرات متقابل آن بر روبات بررسی و روابط ریاضی مربوطه بدست می آید. نهایتاً کنترل امپدانس چندگانه را بر روی این سیستم برای جابجایی یک جسم با مشخصات معلوم اعمال می شود و برای کنترل موثر بر حرکت روبات معادله امپدانسی درجات آزادی غیر فعال بدنه و همچنین معادلات امپدانسی برای کف کلیه پاها تعریف می گردد و به سیستم اعمال می شود. اثر برخورد و اغتشاشات خارجی وارد بر جسم را نیز در طی جابجایی جسم توسط روبات مورد بررسی قرار می گیرد. نوآوری این پژوهش در آنست که به علت وجود درجات آزادی غیر فعال بدنه، بر اثر اعمال معادله امپدانسی بر روی روبات، یک معادله اضافی ریاضی بر سیستم تحمیل می شود. این عبارت ریاضی که بر مبنای معادله امپدانسی جسم از معادله حرکت جسم و معادله امپدانسی مجریان نهایی و معادله امپدانسی بدنه بدست آمده است نامعین بودن سیستم را به کنار می زند، به عبارت دیگر برای نیروهای قیدی تکیه گاهی مطلوب متناظر با معادلات امپدانسی با شرط عدم لغزش فقط یک دسته جواب وجود خواهد داشت. نتایج بدست آمده نشان می دهد که این روش کنترلی در صورت برخورد با موانع، موجب یک رفتار نرم و غیر مخرب متناظر با معادلات امپدانسی در جسم و مجموعه روبات می گردد.