حفظ و بازیابی تعادل در هنگام اعمال نیروهای خارجی یک موضوع بسیار مهم برای ربات‌های چهارپا می‌باشد. اهمیت این موضوع به این دلیل است که ربات‌های چهارپا باید در محیط‌های ناهموار حرکت کرده و این نیروها جزء لاینفک این سطوح می‌باشند. بنابراین در این مقاله به بررسی بازیابی تعادل یک ربات چهارپا پس از اعمال یک نیروی خارجی بر آن پرداخته می‌شود. بدین منظور، ابتدا مدل دینامیکی کامل یک ربات چهارپا استخراج شده و سپس یک روش حذف قیود برای به‌دست آوردن معادلات بدون قیود ارائه می‌شود. با بهره‌گیری از مبانی عملکردی کنترل تناسبی-مشتقی، شتاب‌های مطلوب جهت حفظ و بازیابی تعادل محاسبه می‌شوند. از آنجا که این شتاب‌ها ممکن است سبب لغزش پاهای ربات و همچنین از بین رفتن پایداری ربات گردند، یک مسئله بهینه‌سازی برای محاسبه همزمان نیروهای قیدی کف پا و شتاب‌های بدنه ارائه خواهد شد. بهینه کردن نیروهای قیدی همزمان با محاسبه شتاب‌های بدنه به منظور توزیع مناسب نیروهای قیدی برای جلوگیری از لغزش پاها صورت می‌پذیرد. از آنجا که در مسئله بهینه‌سازی شروط پایداری و عدم لغزش به عنوان قیود خطی فرمول‌بندی می‌شوند، روش فوق به‌آسانی به یک مسئله خطی و مقید حداقل مربعات خطا تبدیل شده که سبب می‌شود مسئله به صورت برخط قابل پیاده‌سازی باشد. در انتها عملکرد الگوریتم ارائه شده بر روی یک ربات چهارپا در شبیه‌سازی مورد بررسی قرار می‌گیرد. شبیه‌سازی در فاز‌های ایستادن بر روی چهار پا و راه رفتن صورت می‌پذیرد و نتایج به‌دست آمده بحث خواهند شد.

واژه‌های کلیدی: ربات چهارپا، بازیابی تعادل، بهینه‌سازی، پایداری، عدم لغزش

متن کامل [PDF 616 kb]   (5921 دریافت)