مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی بهینه‌ی یک راه‌رونده‌ی تناوبی تحت تحریک ضربه‌ای

نویسندگان
1 دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)
2 دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)
3 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)
4 استاد دانکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)
چکیده
گام‌زنی چرخه‌ای غیرفعال عبارت است از طی کردن مسیری سرازیری با شیبی ثابت، بدون تزریق انرژی و کنترل، در قالبی متناوب. ویژگی تناوبی در این نوع گام‌زنی با جبران انرژی تلف شده حین هر برخورد پا با زمین توسط جاذبه شکل می‌گیرد. عمده‌ مزیت این نوع گام‌زنی، مصرف انرژی بسیار پایین آن است، به‌گونه‌ای که محققین را به بسط مطالعات، به‌منظور گام‌زنی در سطوح بدون شیب با تزریق مقدار ناچیز انرژی (در عوض اثر جاذبه) سوق داده است. دیدگاه حاکم بر این پژوهش نشات گرفته از ایدهی اخیر بوده و با تحریک ضربه‌ای از ناحیه‌ی پاشنه در ابتدای هر گام و مدل‌سازی آن، نسبت به شبیه‌سازی یک نمونه‌ی دو بعدی در سطحی بدون شیب اقدام شده است. در این راستا تاثیر تغییرات پارامترهای طراحی از قبیل مکان تعبیه‌ی عملگر بر روی پا و شکل کف پا، بر روی مولفه‌های پایداری (مبتنی بر اندازه‌ی حوزه‌ی جذب) و طول گام شناسایی شده است. با اعمال مقادیر مختلف ضربه، نتایج به ‌دست آمده در این پژوهش حکایت از طول گام و پایداری نسبی بالاتر، با انتخاب شکل متقارن کف‌پا و شعاع بیشتر آن دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimal design of a limit cycle walker under the push-off actuation

نویسندگان English

mohammad javad mohammadi 1
Mahyar Naraghi 2
ali tehrani safa 3
farzad towhidkhah 4
1 PHD, Department of Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
2 Associate Professor of Mechanical Engineering Department, Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic)
3 MSC, Department of Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology
4 Professor, Department of Medical Engineering, Amirkabir University of Technology
چکیده English

Passive limit cycle walking is a special type of walking happening on a flat and slight downhill surface, without any energy injection and control, and in a cyclic manner. Compensation of energy lost through every heel strike by gravity effect, creates the cyclic behavior for the walking. The main advantage of this type of walking is getting higher efficiency, leading researchers to extend their studies in order to make passive dynamic based walkers. These bipeds can walk on level ground surface by little energy injection, instead of the gravity effect. This fact describes the standpoint of this article. In this research, with impulsive push-off actuation in hand and developing the related models, the walking of an actuated planar parametric model on level ground surface is simulated. Also the stability (with respect to the area of basin of attraction) and gait length has been analyzed by changing design parameters such as actuator’s location and foot shape. The results of this investigation indicates increase in relative stability and gait length for larger foot’s radius and of symmetrical shape.

کلیدواژه‌ها English

Limit cycle walker
Push-off actuation
Basin of attraction
Gait length
Bifurcation