طراحی مسیر بهینه یک بازوی مکانیکی ماهر با پایه متحرک برای عبور از میان موانع فضایی

Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering

مصطفی غیور ¹ , مصطفی شریعتی‌نیا ²

1 - استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
2 - دانشجوی دکتری مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه کاشان.

Received: 2015-09-28 Accepted : 2015-09-28 Published : 2011-12-22

Keywords: الگوریتم ژنتیک, بهینه‌سازی, ربات پایه متحرک, طراحی مسیر, بازوی مکانیکی ماهر,

Abstract :

در این تحقیق روشی برای طراحی مسیر یک سیستم ربات پایه متحرک فضایی شامل پایه غیرهلونومیک و بازوی سه عضوی در حضور موانع ثابت و متحرک ارائه شده است. در اینجا از توابع پیوسته و هموار مانند توابع چندجمله‌ای به منظور مسیریابی ربات استفاده شده است. روش ارائه شده شامل به دست آوردن تاریخچه زمانی حرکت محرک‌های ربات می‌شود که تحت رفتار این محرک‌ها، ربات به پیکربندی نهایی خود می‌رسد. پایه به‌کار رفته در این تحقیق، پایه با رانش دیفرانسیلی است که از انواع پرکاربرد پایه‌هاست. بازوی مکانیکی واقع بر پایه نیز بازوی سه درجه آزادی فضایی است. ترکیب بازو و پایه باعث می‌شود که ربات در فضای کاری وسیع تری عمل کند. هر چند بررسی این نوع سیستم‌ها شامل بررسی مسئله به نام افزونگی درجات آزادی می‌شود که به پیچیدگی مسئله می‌افزاید، ولی افزونگی درجات آزادی در ربات، قابلیت‌های ویژه‌ای از نظر کاربردی برای آنها ایجاد می‌کند. در ربات‌های 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 است. نتایج عددی و نمودارها جهت طراحی مسیر بهینه برای یک مجموعه ربات پایه متحرک در حضور موانع با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک آورده شده است. موانع به‌کار رفته در مسئله نیز فضایی بوده و موانع ثابت و متحرک را شامل می‌شود.

References:

[1] Garlicky M., Optimal Planning of Collision Free Trajectory of Redundant Manipulators, Engineering Application of AI 12, 1992, pp. 549-559.

[2] Papadopoulos E., Poulakakis I., Planning and Model-Based Control for Mobile Manipulators, Proceedings of the International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Kagawa University, Takamatsu, Japan, October 2000.

[3] Lavoie M.H., Boudreau R., Obstacle Avoidance for Redundant Manipulators Using a Genetic Algorithm, CCTOMM Symposium, 2001.

[4] Papadopoulos E., Poulakakis I., Planning and Obstacle Avoidance for Mobile Robots, Proceedings IEEE International Conference on Robotics and Automation, ICRA 2001, Seoul, Korea, 2001.

[5] Hu Y.M, Guo B.H., Modeling and Motion Planning of a Three link Wheeled Mobile Manipulator, 8th International Conference on Control, Automation, Robotics,China, December 2004.

[6] Haddad M., Chettibi T., Hanchi S., Lehtihet H. E., Optimal Motion Planner of Mobile Manipulators in Generalized Point-to-Point Task, IEEE 2006.

[7] Guo Y., Long Y., Sheng W., Global Trajectory for Nonholonomic Robots in Dynamic Environment., IEEE International Conference on Robotics and Automation, Roma, Italy, April 2007.

[8]. شریعتی‌نیا، م.، طراحی مسیر بهینه یک بازوی بازوی مکانیکی ماهر با پایه متحرک به منظور عدم برخورد با موانع.، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک طراحی کاربردی، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1389.