لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

ربات های هگزاپاد هم می توانند به منظور اهداف راه روندگی و هم به منظور اهداف مانیپولاسیون مورد استفاده قرار بگیرند. این ربات ها هنگام مانیپولاسیون دارای شش درجه آزادی برای صفحه بالایی، صلبیت بالا، ظرفیت تحمل نیرویی بالا، سرعت و دقت بالا می باشند. از طرفی ربات های هگزاپاد هنگامی که در محلی به منظور اهداف مانیپولاسیون به صورت ثابت قرار می گیرند مشهور به داشتن فضای کاری محدودی می باشند. طراحی ربات هگزاپاد به طوری که منجر به حداکثر شدن فضای کاری شود می تواند تا حد زیادی منجر به افزایش بهره وری این ربات هنگام مانیپولاسیون شود. از طرفی با توجه به اینکه می توان ربات های هگزاپاد متقارن شعاعی را مانند یک مکانیزم 2-RPR مدل کرد، لذا از روش ها و محاسبات موجود برای این مکانیزم ها برای طراحی ربات های هگزاپاد متقارن شعاعی استفاده شده است. در این مقاله پس از بررسی کامل بر روی روش های موجود برای محاسبه و بهبود فضای کاری مکانیزم های 2-RPR، یک الگوریتمی ارائه شده است که باعث حداکثر فضای کاری در دسترس می شود. مزیت این روش در این است که هنگام حداکثر کردن حجم فضای کاری نیازی به محاسبه کل حجم فضای کاری نمی باشد. همچنین استفاده از این الگوریتم برای طراحی ربات با فضای کاری حداکثر ضروری است. به عبارت دیگر خروجی الگوریتم بهینه سازی ارائه شده مجموعه ای از پارامترهای مورد نیاز برای طراحی ربات است که حداکثر شدن حجم فضای کاری را تضمین می کند.

در این مقاله هدف ارائه مدل جدیدی از رباتهای دو پای فعال بوده که از ساختار مکانیکی رباتهای غیرفعال (که فاقد هرگونه محرک و سیستم کنترلی بوده و تنها بواسطه نیروی جاذبه، در یک سراشیبی حرکت کرده و تعادل خود را حفظ می کنند) الهام گرفته شده است. از مزایای این ساختار جدید می توان به کاهش دو درجه آزادی فعال ربات (بدون کاستن از قدرت مانور ربات) و همچنین خم نبودن زانوی پای تکیه گاه هنگام قدم برداشتن (نظیر انسان) اشاره نمود. پس از استخراج معادلات دینامیکی ساده شده حرکت برای دو وضعیت ربات، یعنی حرکت بر روی یک پا و حرکت بر روی دو پا، حفظ تعادل ربات با استفاده از روش نقطه ممان صفر (ZMP) ایجاد گردیده است. ضمنا برای بدست آوردن معادلات دینامیکی هر یک از وضعیتهای دوگانه ربات، مدل جداگانه ای برای پای تکیه گاه و پای نوسان کننده در نظر گرفته شده است. همچنین برای آنکه تصویر نقطه ممان صفر در کف پای ربات قرار بگیرد، دینامیک بالاتنه اصلاح شده است.

مساله جابجایی دینامیکی اشیاء و مساله راه رفتن رباتهای دوپا، هرچند به نظر می رسد که در نگاه اول کاملا متفاوت باشند، ولی در واقع می توان نشان داد که ارتباط های بسیار عمیقی بین این دو نوع سیستم رباتیکی وجود دارد. در این مقاله به بررسی ارتباط بین مساله جابجایی دینامیکی اشیاء و مساله راه رفتن ربات های دوپا در کلیه سطوح غیرفعال، نیمه فعال و فعال پرداخته می شود. در این راستا مساله ای مجازی تحت عنوان «مساله راه رفتن ربات معلول» تعریف می گردد و بر اساس آن نحوه ارتباط بین این دو سیستم تشریح می گردد. با این دیدگاه، راه رفتن ربات های دوپا نوعی ویژه از مساله جابجایی دینامیکی اشیاء چندلینکی است که در آن، شیئی با ساختاری درست شبیه به ساختار ربات دوپا بوسیله بازوهای مکانیکی صفردرجه آزادی (که دیگر وجود خارجی ندارند) جابجا می شود. به عبارتی می توان گفت که زمین، ربات دوپا را به عنوان شیئی چندلینکی جابجا می کند. برای هر سه حوزه غیرفعال، نیمه فعال و فعال، با ذکر مثال هایی نشان داده می شود که می توان از تعریف یک مساله مادر (جابجایی دینامیکی اشیاء چندلینکی) به توسعه مساله راه رفتن ربات دوپای نظیر در همان حوزه دست پیدا کرد. نشان داده می شود که کلیه جزییات مساله راه رفتن، از جمله مسایل مربوط به پایداری، قابل استنتاج از مساله مادر (جابجایی دینامیکی اشیاء چندلینکی) هستند.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

هدف از این مقاله، ارزیابی روشی جدید برای کنترل ربات های توان بخشی پا است که ضمن تامین آزادی عمل بیشتر برای بیماران، می تواند الگوی راه رفتن آن ها را اصلاح کند. این کنترلر، از یک مسیر مرجع مبتنی بر فاز راه رفتن و یک الگوریتم تشخیص فاز بهره می برد تا بر اساس زاویه و سرعت زاویه ای واقعی مفاصل، زاویه و سرعت زاویه ای مطلوب آن ها را تعیین کند. همچنین، کنترلر از بلوک هایی مجزا برای کنترل مسیر حرکت و سرعت گام برداشتن بیمار برخوردار است. از آن جا که در این کنترلر مسیر مرجع به زمان وابسته نیست، بیمار می تواند بر دوره زمانی گام برداشتن خود تاثیر بگذارد. همچنین، بلوک های کنترلی مجزا این امکان را می دهند تا متناسب با توانایی هر بیمار سطوح مختلفی از آزادی عمل و نیروی کمکی برای او فراهم شود. این کنترلر بر روی ربات توان بخشی آرمان پیاده سازی شده و تاثیر آن بر تغییر الگوی راه رفتن سه فرد سالم و یک بیمار سکته مغزی بررسی شده است. نتایج تجربی نشان می دهند که این روش می تواند به خوبی روش کنترل امپدانس الگوی راه رفتن افراد را اصلاح کند. به علاوه، آزادی عمل بیشتری برای این افراد فراهم می آورد تا بتوانند تمرین های توان بخشی پا را با دوره زمانی دلخواه خود انجام دهند.

حرکت خزشی به عنوان یک مد حرکتی که در طبیعت، در برخی جانوران از جمله مارها دیده می شود. از تحلیل سینماتیکی و دینامیک خاص خود برخوردار است. ربات مار مانند که با الهام از طبیعت و حرکت خزشی مار طراحی می شود جز ربات های خزنده محسوب می شود. در این نوشتار یک ربات خزنده مار مانند با n+2 درجه آزادی مورد بررسی و تحلیل سینماتیکی و دینامیکی قرار می گیرد. از آنجا که قابلیت حرکت یک رباط خزنده بر روی سطوح ناهموار و شیب دار از اهمیت خاصی برخوردار است، در این تحقیق معادلات حرکت رباط بر روی سطوح شیب دار بررسی می شود. به منظور بررسی و تحلیل حرکت ربات، پس از طراحی یک شیب ساز نرم افزاری، و با استفاده از شبیه ساز فوق پارامترهای بهینه ی حرکتی با معیار انرژی برای حرکت رباط بر روی یک سطح ناهموار تعیین می شود. نتایج این پژوهش بیانگر ارتباط بین پارامترهای بهینه سینماتیکی و دینامیکی ربات با ناهمواری بستر حرکتی آن است که در طراحی حرکتی و کنترل ربات مورد استفاده قرار می گیرد.