مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی بهینه، ساخت و آزمایش یک راه‌رونده‌ی دوپای غیرفعال: ‏اثر پارامترهای ساختاری بر بازده، پایداری، عبور از پستی و بلندی

نویسندگان
1 دانشجو کارشناسی ارشد / دانشگاه صنعتی شریف (تهران)
2 استادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)
3 دانشیار / دانششکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)
چکیده
راهروندههای غیرفعال، ربات هایی هستند که بر روی شیب های کوچک، می توانند حرکت سیکلی پایداری شبیه راه رفتن را بدون کنترل خارجی، داشته باشند. این مفهوم در دهه ی 90 میلادی توسط مک گیر معرفی شد. در سال های اخیر تحقیقات مختلفی در این زمینه صورت گرفته است. با توجه به تازگی موضوع، تاثیر پارامترهای ساختاری بر حرکت راه رونده و بهینه سازی آن ها و شبیه سازی نرم افزاری با هدف تعریف روند طراحی و ساخت مدل و انجام آزمایش های عملی، می تواند بیشتر مورد توجه قرار گیرد. در کار حاضر با گسترش ساده ترین مدل راه رونده، مدلی نزدیک تر به مدل قابل ساخت در نظر گرفته شده، سپس با تغییر پارامترهای ساختاری، میزان اثر بر بازده، پایداری و توانایی عبور از پستی و بلندی راه رونده و محدوده ی بهینه آن ها بررسی شده است. نشان داده می شود شعاع کف و مکان مرکز جرم پاها بیشترین تاثیر را بر پارامترهای حرکتی مدل دارد. پس از مقایسه ی نتایج با بررسی های مشابه پیشین و شبیه سازی در نرم افزار آدامز، روند ساخت مدلی بهینه به روش الگوریتم ژنتیک پیشنهاد شده است. در انتها با تعریف پنج مرحله آزمایش، نشان داده شد که درکنار بهینه یابی پارامترهای ساختاری، بررسی دقیق تر برخوردها برای دست یابی به حرکت بهینه بسیار مهم است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimum Design, Manufacturing and Experiment of a Passive Walking Biped: Effects of Structural Parameters on Efficiency, Stability and Robustness on Uneven Trains

نویسندگان English

Seyedmohammadhadi Sadati 1
Mahyar Naraghi 2
Abdolreza Ohadi 3
1 University Student / Sharif U.T. (Tehran)
2 Assistant Professor of Mechanical Engineering Department, Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic)
3 Associate Professor / Mechanical Engineering Department of Amirkabir U.T. (Tehran Polytechnic)
چکیده English

Passive walkers are robots, which perform a walking like, stable limit cycle on small slopes without any external control. This concept was published on 90’s by McGeer and there are lots of related researches going on in the past few years. Keeping in mind the novelty of the concept, investigating the effects of structural parameters on walking performance and finding their optimums, simulating the biped and establishing a trend to its optimal design and build, and finally doing experimental researches, would be of a great concern. In this research, a deployed model of biped that can be built has been considered, and then its walking performance sensitivity such as efficiency, stability and robustness on uneven trains due to variation of structural parameters and their optimum limits have been investigated. It was shown that the foot arc radius and center of mass height have the most important effect on walking performance. After comparing the results with previous researches and doing simulations in MSC.ADAMS software, an optimum design trend has been suggested. At the end based on experimental results, it was shown beside optimization of structural parameters, considering the impact condition as well would be very important to achieve optimal walking.

کلیدواژه‌ها English

Optimization
Passive Walking
Stability
Design and Build of Biped
Experiment of Biped