مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

پیش بینی مسیر گام برداری ربات دو پا همراه با پایداری و بهینه سازی توان مصرفی در فاز تک تکیه گاهی

نویسندگان
1 مهندسی رباتیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران
2 دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
3 دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)
4 عضو هیئت علمی همکار گروه مستقل مهندسی رباتیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)
چکیده
برای آنکه ربات‌ قادر باشد بر روی سطوح مختلف حرکت نماید، لازم است که ‌حرکتش را با شرایط مختلف سطح وقف داده و با حرکت مناسب پا و بالا تنه، پایداری خود را تضمین نماید. بسیاری از پارامترهای اساسی حرکت انسان را می توان توسط یک ربات‌ دوپای هفت عضوی صفحه ای بیان نمود. یکی از مسائلی که همیشه در این زمینه مورد توجه محققین می باشد، پیش بینی مسیر حرکتی است که منجر به پایداری و مینیمم شدن انرژی می شود. در این مطالعه با بکارگیری بهینه سازی پارامتری، بدین شرح که زوایای مفصلی بصورت توابع پارامتری تعریف شده و با در نظر گرفتن قیود سینماتیکی که حداکثر و حداقل زوایای مفصلی را تعریف می کنند، مسئله ی حرکت به شکلی بدست آمده است که پایداری ربات به حداکثر میزان و انرژی آن به حداقل میزان خود برسد و ربات در منطقه ی مجاز پایداری قرار گیرد. به علاوه، سعی بر آن است که از معیار پایداری نقطه ممان صفر برای محاسبه ی پایداری ربات استفاده شود. همچنین آزمایشات تجربی به منظور تحلیل حرکتی راه رفتن فرد سالم در آزمایشگاه صورت گرفته است و نتایج بدست آمده صحت سنجی شده است. در نهایت با توجه به مدل ارائه شده و مسیر پیش بینی شده، ربات می تواند مانند یک فرد خاص حرکت کند. در هر مرحله از مقایسه ی نتایج شبیه سازی مدل ارائه شده با نتایج تجربی متناطر در واقعیت، به منظور اثبات صحت روش های ارائه شده، استفاده گردیده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Walking Path Prevision of Biped Robot along with Stability and Optimization of Power Consumption in a Single Support Phase

نویسندگان English

Vida Shams Esfand Abadi 1
mostafa rostami 2
Seyed Mohammad Ali Rahmati 3
Soroush Sadeghnejad 4
1 Department of Robotics Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
2 Amirkabir University of Technology
3 Biomedical Engineering Department, Amirkabir University of Technology
چکیده English

The robot has to adapt its movement with the various condition of surfaces and ensuring the stability with the proper motion of its bust and legs in order to be able to move on different surfaces. A lot of basic parameters of the gait can be expressed by the planned seven-linked bipedal robot. One of the issues that have always attracted the attention of researchers, in this field, is to predict the motion path that guarantees the stability and minimizes the energy. In this study, parameter optimization being used which means that at the first, joint angles are defined as a parameter functions and then with respect to kinematics constraints that define maximum and minimum of joint angles, the problem of motion obtained in the way that maximizing stability of robot and minimizing energy and puts the robot in the permitted stable region. Also, we tried to have zero moment point scale used to calculate the stability of robot. Experimental tests in order to motion analysis for walking healthy were performed and the results were validated. Finally, due to the presented model and predicted path, the robot can move like a person. Comparison of experimental results and the result of presented model were used in each step to validate the accuracy of the proposed method.

کلیدواژه‌ها English

Biped robot
Walking path prevision
ZMP
Single support phase
Optimization of Power Consumption