مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مسیریابی ربات موازی صفحه ای 3-RRR برای جلوگیری از تداخل های مکانیکی به کمک روش میدان پتانسیل مجازی

نویسندگان
1 استادیار مهندسی مکاترونیک دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران-آزمایشگاه تعامل انسان و ربات
2 دانشجو کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صعنی شریف
3 دانشجو دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یوتا
چکیده
این مقاله به مسیریابی ربات موازی صفحه ای 3-RRR برای جلوگیری از تداخل مکانیکی در فضای کاری آن می پردازد. برای رسیدن به این هدف از روش میدان پتانسیل مجازی استفاده می شود. برای جلوگیری از گیر کردن ربات در کمینه های نسبی میدان پتانسیل، یک روش جدید که ترکیبی از روش میدان پتانسیل مجازی، منطق شرطی و روش های کمکی مانع مجازی پیرو، مانع مجازی متعامد و مانع مجازی محیطی است به عنوان یک الگوریتم هیبریدی ارائه شده است. سپس حل معکوس سینماتیکی ربات موازی صفحه ای 3-RRR انجام می گردد و الگوریتم هیبریدی فوق الذکر بر روی آن پیاده می شود. در این مقاله دو حالت مختلف مورد بررسی قرار می گیرد، در ابتدا این روش برای یک ربات بستر پویا شبیه سازی می شود و سپس به ربات موازی صفحه ای 3-RRR تعمیم داده می شود. برای قابل اجرا و سریع بودن روش، این الگوریتم توسط زبان برنامه نویسی C نوشته و نتایج توسط نرم‌افزار متلب به نمایش درمی آیند. نتایج شبیه سازی نشان دهنده آن است که این الگوریتم هیبریدی ارائه شده برای هر دو حالت ربات بستر پویا و ربات موازی صفحه ای 3-RRR قابل اجرا می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Path Planning of 3-RRR Planar Parallel Robot by Avoiding Mechanical Interferences via Artificial Potential Field

نویسندگان English

Mehdi Tale Masouleh 1
Hossein Kazemi 2
Pouria Nozari Porshokuhi 2
Roya Sabbagh Novin 3
2 Faculty of Mechanical Engineering, Sharif University of Technology
3 PhD Student, Mechanical Engineering Department, University of Utah
چکیده English

This paper deals with the collision-free path planning of planar parallel robot by avoiding mechanical interferences and obstacle within the workspace. For this purpose, an Artificial Potential Field approach is developed. As the main contribution of this paper, In order to circumvent the local minima problem of the potential fields, a novel approach is proposed which is a combination of Potential Field approach, Fuzzy Logic and also a novel algorithm consisting of Following Obstacle as well as Virtual Obstacle methods, as a hybrid method. Moreover, the inverse kinematic problem of the 3-RRR planar parallel robot is analyzed and then the aforementioned hybrid method is applied to this mechanism in singular-free case. It is worth mentioning that, in this paper, all the probable collisions, i.e., the collision between the mechanism and the obstacles and also among the links, are taken into accounts. Two general cases have been considered in collision-free path planning simulation; the first case considered a mobile robot in several workspaces and the second one was assigned to the 3-RRR planar parallel robot path planning. Results of the simulations, which are implemented in C programming language for the sake of real-time purposes. reveal that for the both cases, the newly proposed hybrid path planning method is efficient enough for the mobile robot, or the end-effector of the planar parallel robot to reach the goal without colliding with the obstacles.

کلیدواژه‌ها English

3-RRR planar parallel robot
path planning
obstacle avoidance
artifitial potential field approach
following obstacle method