مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی مسیر با هدف بهینه سازی زمان و کمینه نمودن تعداد سوئیچ برای بازوی مارگون کابلی فضایی با مفاصل قفل شونده

نویسندگان
1 دانشچو
2 استادیار/ دانشگاه شریف، دانشکده مکانیک
3 استاد
چکیده
در این مقاله طراحی مسیر سینماتیکی نوع خاصی از بازوهای ابر افزونه بررسی شده است. در این بازو با کاهش تعداد عملگرهای کابلی و اضافه کردن سیستم قفل در هر لینک، وزن و تعداد عملگرهای آن تا حد زیادی کاهش پیدا کرده است. در این پژوهش از روش بهینه سازی تکاملی پرواز پرندگان در طراحی مسیر استفاده شده است و تمامی قیود سینماتیکی نظیر محدوده حرکتی مفاصل و قیود مربوط به سیستم قفل بازو در نظر گرفته شده اند. در بخش اول، جهت کاهش ارتعاشات و مصرف انرژی و افزایش دقت حرکت، مسیر با مشخصه کمترین تعداد سوئیچ، به روش بهینه سازی یافت شده است. برای صحه گذاری بر نتایج بدست آمده چند آزمایش مختلف طراحی و بررسی شده است و براساس آن عملکرد مناسب روش پیشنهاد شده نشان داده شده است. دربخش دوم، طراحی مسیر با هدف کمینه نمودن زمان بر اساس تئوری بنگ-بنگ ارائه شده است. در این بخش سینماتیک معکوس بازو در نقطه هدف به گونه ای حل شده است که مجموع تغییر طول پایه های لینک ها حداقل شوند. در این قسمت نتایج بدست آمده از روش پرواز پرندگان با نتایج روش شبیه سازی انجماد طبیعی مقایسه شده است تا صحت پاسخ های حاصل شده تائید و عملکرد صحیح آن روشن گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Minimum Time and Minimum Switch Path Planning for a Hyper-Redundant Manipulator with Lockable Joints

نویسنده English

Hassan Salarieh 2
چکیده English

In this paper, the kinematic path planning of a special hyper-redundant manipulator with lockable joints is studied. In this manipulator the extra cables are replaced by a locking system to reduce weight of the structure and the number of actuators. In this research, the particle swarm optimization is used for path planning. In addition, the kinematic constraints such as joint limits are considered. In the first part of this paper, the minimum switch path planning is solved. This kind of path planning will decrease the vibration and energy consumption and increase the accuracy of manipulator. To validate the result, an innovative test is designed. According to the test results, the performance of the proposed method is shown. In the second part of the paper, the minimum time trajectory planning is studied based on the bang-bang theory. The inverse kinematic of manipulator is calculated such that the sum of legs length changes is decreased. Finally, the result of trajectory planning obtained from particle swarm optimization are compared to simulated annealing optimization results to confirm the performance and correctness of results.

کلیدواژه‌ها English

Optimization
path planning
Redundant manipulators
Particle Swarm Optimization