---

در تحقیق حاضر تمامی نیروهای اصطکاکی، اینرسی و ماشینکاری که ممکن است بر میز هگزاپاد ماشین فرز وارد شوند در نظر گرفته شدﻩ و با تحلیل نیوتن - اویلری اجزای سازه میز هگزاپاد، بررسی کاملتری از دینامیک انجام شده است. این تحلیل توسط برنامه ﺷﺒﻴﻪسازی نوشته شده در محیطMATLAB اجرا و نتایج آن با مقایسه با منابع دیگر تأیید شده است. تأثیر نیروهای مختلف در فرایند فرزکاری ﻗﻄﻌﻪای که روی میز هگزاپاد ماشین فرز قرار ﻣﻲگیرد نشان داده شده است. این تحلیلها به طراح ماشین‌ابزار کمک ﻣﻲکند که نقش هر یک از عوامل ﻣﺅثر بر عملکرد ماشین‌ابزار را شناسایی کرده و وزن لازم را به بارهای وارده تخصیص دهد.

---

در این مقاله، سینماتیک مستقیم حالت خاصی از مکانیزمهای موازی "۴R"R'R'R"R و '۴R"R"R"R'R و "۴R"R"R'R'R که به ترتیب منجر به دو ربات موازی فضایی ۴ درجه آزادی با دو ساختار هندسی متفاوت به نام ۴RRUR و یک ربات موازی فضایی ۴ درجه آزادی به نام ۴RUU گردیده اند، مورد مطالعه قرار گرفته است. این مکانیزمها حاصل سنتز انجام شده بر روی مکانیزمهای موازی ۴ درجه آزادی با الگوی حرکتی ۳ درجه انتقالی و ۱ درجه دورانی می باشند. هر یک از این رباتها، از چهار زنجیره سینماتیکی یکسان و هر زنجیره، از پنج مفصل لولایی تشکیل شده است. راستای مفاصل لولایی در این سه ربات، با یکدیگر متفاوت بوده و باعث ایجاد سه ساختار هندسی مختلف گردیده است. تحلیل مسأله ی سینماتیک مستقیم این رباتهای موازی، در فضای اقلیدسی سه بعدی انجام گرفته و در نهایت نشان داده شده است که یک چندجمله ای جبری تک متغیره از درجه ۳۴۴، ۴۶۲ و ۸، به ترتیب مبین سینماتیک مستقیم هر یک از رباتها می باشد. همچنین، نتایج بدست آمده با شبیه سازی نیز مورد مقایسه قرار گرفته است.

---

در این مقاله، به بررسی مسئله ی سینماتیک مستقیم سه ربات موازی ۴ درجه آزادی ۴-PRUR۱ ، ۴-PRUR۲ و ۴-PUU با الگوی حرکتی ۳ درجه انتقالی و ۱ درجه دورانی، موسوم به شونفلیز، پرداخته می شود. این ربات ها، به ترتیب حالت خاصی از سه مکانیزم موازی ۴-PR′R′R″R″، ۴-PR″R″R′R′ و ۴-PR″R′R′R″ بوده که حاصل سنتز نوعی انجام شده بر روی ربات های موازی با آرایش سینماتیکی یکسان می باشند. هر یک از این ربات ها، دارای چهار زنجیره ی سینماتیکی یکسان و هر زنجیره شامل یک عملگر کشویی فعال و ۴ مفصل لولایی غیر فعال می باشند. راستای مفاصل لولایی در این سه ربات با یکدیگر متفاوت بوده و نتیجتاً باعث ایجاد سه مکانیزم متفاوت گردیده است. تحلیل مسئله ی سینماتیک مستقیم این ربات ها، بر اساس جبر هندسی در فضای سینماتیک هفت بعدی و با استفاده از پارامترهای استودی و الگوریتم LIA صورت گرفته است و نهایتاً نشان داده شده است که یک عبارت جبری از درجه ۴ بیانگر عبارت سینماتیک مستقیم هر زنجیره ی سینماتیکی از ربات موازی می باشد. همچنین با استفاده از روش هوموتوپی و همچنین مقایسه نتایج با روش برآیند، نشان داده شد که مسئله ی سینماتیک مستقیم این ربات ها، به ترتیب دارای حداکثر ۲۳۶، ۲۳۶ و ۲ جواب حقیقی می باشد.

---

در این مقاله، معیار پایداری بهبود یافته ای برای رباتهای موازی با محرک کابلی ارائه می¬شود. این دسته از ربات ها نسبت به سایر ریاتهای سری و حتی ساختار موازی مزایایی دارند، اما به سادگی در معرض اختلالات قرار میگیرند. حضور رنچ (نیرو-ممان) خارجی ممکن است موجب نقض قیود حرکتی گردد. معیار پایداری، عددی بین صفر و یک را پیشنهاد میدهد. چنین معیاری میتواند ملاکی برای ارزشیابی توانایی ربات در بازگشت به حالت تعادل اولیه هنگام ایجاد و تأثیر اختلالات خارجی باشد. در ارائه معیار، از روابط گیبس اپل و مفهوم انرژی شتاب استفاده شده است. مدلسازی دینامیکی ربات بر اساس سینماتیک و روابط نیوتن-اویلر برای محاسبه معیار صورت گرفته است. جهت نشان دادن قابلیت معیار پیشنهاد شده، ربات کابلی شش درجه آزادی با شش کابل، شبیه سازی شده است. نتایج در قالب دو شبیه سازی ارائه و تحلیل شده اند. معیار پایداری علاوه بر پارامترهای سینماتیکی تابع پارامتر سینیتیکی کشش کابلها در ابتدای حرکت است. بنابراین با استفاده از معیار پیشنهادی میتوان ارزیابی صحیح تری از پایداری در حوزه وسیعتری از رباتهای موازی کابلی حاصل نمود.

---

مکانیزم‌های موازی در بسیاری از زمینه‌های مهندسی و کاربردهای صنعتی نظیر ماشین ابزار، مترولوژی، شبیه ساز پرواز، شبیه ساز زلزله، تجهیزات پزشکی و غیره به صورت چشمگیری مورد استفاده قرار می‌گیرند. مکانیزم‌های موازی دارای محدودیت‌هایی نظیر نامنظم بودن فضای کاری و وجود نقاط تکین در آن فضا و سیستم کنترلی پیچیده می‌باشند که برای استفاده مناسب از این نوع مکانیزم ها بایستی مورد مطالعه و تحلیل قرار بگیرند. در این تحقیق نوعی ماشین‌ابزار جدید با مکانیزم موازی و با چهار درجه آزادی (سه درجه خطی و یک درجه دورانی) مورد مطالعه قرار گرفته است و فضای کاری و نقاط تکین این مکانیزم با استخراج روابط تحلیلی و سپس نوشتن برنامه محاسباتی در نرم ‌افزار متلب بدست آمده است. به این منظور ابتدا روابط سینماتیک مستقیم و معکوس مکانیزم بدست آمد و با استفاده از یک الگوریتم جستجو، فضای کاری و نقاط تکین مکانیزم محاسبه شد. سپس برای بررسی صحت نتایج بدست آمده برای تحلیل فضای کاری، مکانیزم پیشنهادی در نرم‌افزار سالیدورکس شبیه‌سازی شد و روابط سینماتیک معکوس و فضای کاری بدست آمده در این تحقیق صحه گذاری شد. همچنین برای بررسی کیفیت عملکردی ربات و چالاکی مکانیزم در فضای کاری، شاخص شرط کلی ربات با استفاده از ماتریس ژاکوبین برای جهت گیریهای مختلف سکوی متحرک محاسبه شد.

---

شاخصهای¬ عملکرد ¬سینماتیکی به طور قابل ملاحظه¬ای در تشخیص کارآمدی ربات در اهداف خاص به¬کار می¬روند. از جمله زمینه¬های قابل استفاده می¬توان به طراحی بهینه، برنامه¬ریزی مسیر، برنامه¬نویسی، تحلیل¬رفتار و بررسی چالاکی و تفکیک¬پذیری ربات اشاره نمود. در بیشتر موارد، این شاخص¬ها زمانی قابل استفاده خواهند بود که ربات تنها دارای یک نوع درجه¬آزادی از نوع انتقالی یا دورانی باشد. در شرایطی که ربات هر دو درجه¬آزادی انتقالی و دورانی را داشته باشد، شاخص¬های عملکرد مانند عدد شرط ماتریس ژاکوبین و مقادیر تکین مربوط به آن به دلیل غیرهم¬بعدبودن عناصر تشکیل¬دهنده، کاربردی نمی¬باشند. در این مقاله، مشکل ناهم¬بعدی ماتریس ژاکوبین و عدم امکان استفاده از شاخص¬های وابسته، با معرفی ماتریس ژاکوبین جدیدی به نام ماتریس ژاکوبین کارتزینی، که ارتباط سرعت پنجه را در دستگاه کارتزینی با بردار سرعت مفاصل محرک نشان می¬دهد، حل شده است. روش معرفی شده در قالب مطالعه موردی، برای ربات موازی تری¬سپت به¬کار گرفته شده است. همچنین، پس از بررسی تغییرات شاخص¬های عملکرد درون فضای¬کاری، با استفاده از الگوریتم ژنتیک، عملیات بهینه¬سازی ساختار ربات جهت دستیابی به فضای¬کاری کارتزینی حداکثر با بیشترین قدرت سرعت¬پذیری پنجه، انجام شده است. همچنین ساختار ربات چنان بهینه¬سازی شده است که دارای بزرگترین حجم فضای کارتزینی مکعبی شکل به عنوان زیرفضای کاربردی با سرعت¬پذیری زیاد باشد. بهینه¬سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک در نرم¬افزار متلب با ویرایش ۲۰۱۲ انجام شده است.

---

در این تحقیق روشی جهت کنترل ربات موازی ۳-RPR بر روی مسیری با وجود موانع متعدد در فضای کاری ربات موازی، ارائه می‌گردد. در ابتدای تحقیق مسیری هموار و با کمترین طول که برخوردی با موانع موجود در فضای کاری ربات ۳-RPR نداشته باشد با استفاده از منحنی اسپلاین و الگوریتم بهینه‌سازی فاخته ایجاد و به عنوان مسیر مرجع تعقیب ربات مورد استفاده قرار می‌گیرد. سطح مقطع موانع دایره‌ای و مستطیلی فرض می‌شود. سپس برای مقایسه سرعت و دقت همگرایی الگوریتم فوق، نتایج همگرایی این الگوریتم با الگوریتم مشهور ژنتیک مقایسه می‌شود. همچنین نتایج همگرایی این الگوریتم توسط روشی صحه‌گذاری خواهد شد. در ادامه از روش کنترل مود لغزشی به عنوان سیاست کنترلی برای تعقیب مسیر این ربات موازی استفاده می‌شود. کنترل‌کننده مود لغزشی یکی از روش‌های کنترل مقاوم است و در این تحقیق تعدادی از پارامترهای دینامیکی سیستم ربات به صورت نامعین در نظر گرفته می‌شوند. نتایج بدست آمده از قسمت طراحی مسیر بهینه، عملکرد مناسب الگوریتم بهینه‌سازی فاخته را به خوبی نشان می‌دهد زیرا این الگوریتم توانسته با سرعت و دقت بالا به همگرایی برسد. همچنین مسیر طراحی شده با منحنی اسپلاین بدون برخورد با موانع تعریف شده تا حد امکان کوتاه شده است. علاوه بر این، با توجه به نتایج شیبه سازی‌های انجام شده مشخص می‌شود با وجود نامعینی‌های در نظر گرفته شده، روش کنترل مود لغزشی توانسته است فرامین مناسب برای کنترل سیستم را فراهم کند زیرا ربات موازی مورد نظر توانسته است با وجود نامعینی‌های تعریف شده، مسیر مرجع تولید شده را تعقیب کند.

---

در این مقاله، از روش آنالیز مولفه‌های اصلی موسوم به روش پی‌سی‌اِی برای تعیین حالت معیوب ربات موازی ۳-پی‌اس‌پی استفاده شده است. این روش یک روش آماری محسوب می‌شود که در آن تعدادی متغیر همبسته به مجموعه ای کوچکتر از متغیرهای ناهمبسته منتقل می‌شود. از یک مدل پی‌سی‌اِی می‌توان برای تعیین حد آستانه آماری و همچنین مربع خطاهای پیش‌بینی مشاهدات جدید، به منظور بررسی وجود عیب در ربات استفاده کرد. برای بررسی کارایی این روش به منظور عیب‌یابی ربات، یک کنترلر غیرخطی با استفاده از مدل غیرخطی دینامیکی سیستم برای ربات طراحی شده است. این روش موسوم به روش کنترل گشتاور محاسبه شده می‌باشد. در این روش، از مدل دینامیک معکوس ربات در حلقه بازخورد کنترلی برای خطی‌سازی و خنثی‌سازی دینامیک سیستم استفاده شده و همچنین از مدل دینامیک مستقیم بجای مدل واقعی ربات در حلقه کنترلی استفاده می‌شود. در این مقاله، دو عیب بصورت مصنوعی به مدل شبیه‌سازی شده‌ی ربات اعمال گردیده و اثرات ناشی از این عیوب بر روی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. این عیوب شامل عیب در ولتاژ ورودی سروو موتورها یا سروو درایوها و عیب در سنسورهای مکان یا عیوب مربوط به لقی اتصالات می‌باشند. با اعمال این دو عیب به مدل کنترلی ربات در طی یک مسیر حرکتی، خروجی‌های سیستم برای حالت‌های بدون عیب و معیوب با هم مقاسیه شده و عیب‌یابی برای ربات با استفاده از روش پی‌سی‌اِی انجام شده‌ است.

---

در این مقاله به مدل‌سازی ریاضی و شبیه‌سازی یک سیستم رباتیکی کابلی با هدف توان‌بخشی بیمارانی که به شدت دچار ناتوانی در راه رفتن هستند، پرداخته شده است. به این منظور از یک ربات موازی کابلی برای کمک به حرکت بیمار بر روی تردمیل استفاده شده است. ابتدا الگوی صحیح حرکت راه رفتن در نظر گرفته شده است و معادلات سینماتیکی و دینامیکی برای بدست آوردن کشش در کابل‌ها در کل چرخه حرکت استخراج شده است. سپس با استفاده از روش عددی، فضای کاری ربات بررسی شده است تا موقعیت آویزان شدن کابل‌ها به گونه‌ای انتخاب ‌شوند که بیمار در طول کل چرخه حرکت در فضای کنترل پذیر ربات باقی بماند به این معنا که کشش در کابل‌ها همواره مثبت باشد. همچنین با تعیین میزان کشش کمینه کابل‌ها، مصرف انرژی در تعیین محل آویزان شدن کابل‌ها لحاظ می‌شود و در نهایت یک شبکه عصبی برای تعیین سریع محل آویزان شدن کابل‌ها با توجه به پارامترهای آنتروپومتری بیمار آموزش داده می‌شود. نتایج شبیه سازی بدست آمده می‌تواند برای توسعه‌ و ساخت یک سیستم‌ رباتیکی کابلی جهت توان‌بخشی افراد ناتوان مورد استفاده قرار گیرد.

---

با توجه به افزایش چشمگیر تعامل انسان و ربات، به نظر می‌رسد یکی از چالش‌های امروزی، مسأله مسیریابی عاری از تداخل ربات‌ها به صورت بلادرنگ و با تضمین ایمنی می‌باشد. تاکنون روش‌های متعددی برای مسیریابی ربات‌های متحرک و سری ارائه شده است که هر یک مزایا و معایب خود را دارند. با این حال مطالعات کمی بر روی مسیریابی ربات‌های موازی به ویژه در حضور موانع انجام گرفته است. در این مقاله روشی برای مسیریابی و کنترل ربات‌ موازی سه درجه آزادی مستقل خطی، به نام تریپترون، در حضور مانع ثابت معرفی گردیده و نتایج بر روی مدلی از ربات‌ واقعی شبیه‌سازی شده است. روش مورد استفاده ترکیبی از بهینه‌سازی محدب، برنامه‌ریزی گسسته و مفهوم افق پیش‌بین می‌باشد که مزایایی از قبیل پیدا کردن بهینه سراسری و بلادرنگ بودن را دارد. ابتدا مروری بر ساختار فیزیکی و ویژگی‌های این ربات فراهم شده و سپس به ارائه الگوریتم مسیریابی و شبیه‌سازی آن با استفاده از بسته نرم‌افزاری گروبی پرداخته می‌شود. برای شبیه‌سازی هرچه واقعی‌تر نیز بسته نرم‌افزاری کد۲مت به کار گرفته شده است که مدل ربات واقعی را از نرم‌افزار سالیدورکز به نرم‌افزار متلب انتقال می‌دهد. نتایچ حاصل از دو حالت مختلف نشان می‌دهند که ربات به خوبی موانع را دور زده و به نقطه پایان رسیده است که گویای ایمن و قابل اطمینان بودن الگوریتم ارائه شده می‌باشد. همچنین، بیشینه زمان محاسبات در هر مرحله کمتر از یک ثانیه بوده است که برای این کاربرد بلادرنگ محسوب می‌گردد.

---

در این مقاله مدل‌سازی و کنترل ربات موازی کابلی صفحه‌ای بر اساس بازخورد پردازش تصویر ارائه شده است. نوآوری‌های اصلی مقاله در سه زمینه می‌باشد. در ابتدا، روشی بر اساس استفاده از سینماتیک مکانیزم‌های چهارمیله‌ای برای شبیه‌سازی ربات موازی کابلی صفحه‌ای استفاده شده است. این مدل با توجه به کاهش دادن تعداد مجهولات، زمان محاسبات را بسیار پایین آورده و آنرا برای استفاده در کاربردهای برخط مطلوب ساخته است. به عنوان دومین نوآوری، برای گرفتن بازخورد از مکان عملگر نهایی، روش پردازش تصویر با سرعت بالا مورد استفاده واقع شده است، استفاده از پردازش تصویر در مقایسه با سایر روش‌های گرفتن بازخورد مکان بسیار سریعتر است و اغتشاشات کمتر بر آن تاثیر می‌‌گذارند. نحوه پیاده‌سازی فر‌آیند پردازش تصویر برای ربات موازی کابلی به صورت کامل در مقاله ارایه گردیده است. نوآوری سوم مقاله نیز به کارگیری دو روش کنترلی کلاسیک و مدرن برای مقایسه و همچنین به دست آوردن مناسب‌ترین کنترلر است. کنترلر جانمایی قطب به عنوان یک کنترلر کلاسیک پیاده‌سازی شده است، که نتایج خوبی را ارائه می‌دهد هرچند در موردی نامعینی‌های سیستم دچار مشکل می‌گردد. بنابراین به عنوان جایگزین این کنترلر برای تخمین نامعینی‌ها، کنترلر بر اساس مود لغزشی پیاده‌سازی می‌گردد. این کنترلر هرچند دچار پدیده نوسانات در مبدا می‌شود، اما بازدهی بسیار عالی در پیاده‌سازی و تعقیب مسیر دلخواه دارد. موفقیت این دو کنترلر بیانگر تطبیق مدل پیشنهادی با ربات موازی کابلی بوده و همچنین هرکدام از آن‌ها به عنوان روشی برای کنترل ربات پیشنهاد می‌گردند.

---

این مقاله به مسیریابی ربات موازی صفحه ای ۳-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 ۳-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 ۳-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 ۳-RRR قابل اجرا می باشد.

---

ربات‌های موازی-کابلی دارای مزایای زیادی هستند؛ اما مشکلاتی نظیر برخورد کابل‌ها با یکدیگر و محیط، عدم استفاده از ساختار مناسب و نیاز به تحت کشش بودن کابل‌ها از گسترش آن‌ها جلوگیری می‌کند. لذا اتصال یک بازوی رباتیک سری به سکوی متحرک آن‌ها، موجب هم‌افزایی در قابلیت جابه‌جایی اجسام می‌گردد. این مقاله به طراحی بهینه چندهدفه، و بررسی مقایسه‌ای دو ساختار مقید و معلق از ربات موازی-کابلی سه‌بعدی می‌پردازد تا با نصب یک بازوی سری قابلیت‌های کاری یک ربات هیبرید کامل را دارا باشد. جهت بهینه‌سازی از سه دسته معیار فضای کاری، سختی سینماتیکی و حساسیت استفاده می‌شود. فضای کاری از روش نوینی محاسبه می‌گردد که حاصل ترکیب قیدهای جلوگیری از برخورد کابل‌ها با یکدیگر، برخورد کابل‌ها با سکوی متحرک، کنترل ناپذیری و تکین بودن ربات است. ابتدا به بررسی تقریبی نیرو و گشتاور عکس‌العمل بازوی رباتیک سری به سکوی متحرک پرداخته می‌شود. سپس به بهینه‌سازی چندهدفه با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی تکاملی ژنتیک جهت دستیابی به جبهه پرتو مناسب پرداخته می‌شود. جبهه پرتو با تقابل و مصالحه سه دسته معیار اصلی به دست می‌آید. دو ساختار مقید و معلق در شرایط کاملاً یکسان و با یک هدف واحد بهینه‌سازی و مقایسه می‌شوند. نتایج حاصل از این بهینه‌سازی نشان می‌دهد در ساختار معلق، انرژی مصرفی جهت حمل مجموعه به‌طور قابل‌توجهی نسبت به ساختار مقید کاهش‌یافته است. همچنین طبق نتایج شبیه‌سازی ساختار مقید، فضای کاری و مهارت بیشتری در مقایسه با ساختار معلق دارد. از این نتایج در ساخت و توسعه یک نمونه آزمایشگاهی ربات موازی-کابلی سه‌بعدی استفاده‌شده است.

---

در این مقاله تحلیل سینماتیکی و دینامیکی ربات‌های موازی کابلی صفحه‌ای در فرم کلی بررسی شده و این معادلات برای یک ربات چهار کابلی صفحه‌ای در محیط شبیه‌سازی مکانیکی متلب صحه‌گذاری شده‌اند. به منظور دریافت مسیر بدون تداخل ربات در زمان و جلوگیری از برخورد مجری نهایی ربات و کابل‌ها با موانع متحرک، از روش میدان پتانسیل استفاده شده است. در این روش به منظور کاهش مصرف انرژی، قید کششی بودن کابل‎ها نیز در مسیریابی بهینه دخیل شده‌اند. شایان ذکر است که این روش برای اولین بار در ربات‌های کابلی مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به پیچیدگی حل مساله مسیر‌یابی عاری از برخورد ربات‌های کابلی، موانع به صورت دینامیکی و تصادفی در محیط در نظر گرفته شده‌اند. در همین راستا، قید کششی بودن کابل‌ها به عنوان یکی از مهمترین چالش‌های کنترل ربات‌‌های کابلی مورد بررسی قرار گرفته و جهت تحقق این قید و همچنین محدود بودن کشش کابل‌ها درون فضای کاری مورد نظر از تابع بهینه سازی موجود در برنامه متلب استفاده شده است. در نهایت کنترل یک نمونه ربات کابلی صفحه‌ای مقید چهار کابلی، به روش گشتاور محاسبه شده به منظور طی کردن مسیر به دست آمده از میدان پتانسیل انجام شده است. روش کار توضیح داده شده و نتایج به دست آمده حاکی از موثر بودن این روش است.

---

در این پژوهش مسئله‌‌ی پیدا کردن جهت‌گیری زاویه‌ای جسم حول سه‌زاویه‌ی φ، 𝜃 و ψ به شیوه‌ای نوین و دقتی بالا بررسی و حل شده است. لذا با استفاده از تنها یک دوربین و سه نقطه متمایز متصل به یک جسم‌صلب ساخته‌شده، جهت‌گیری زاویه‌ای جسم‌صلب با بینایی‌ماشین به صورت بلادرنگ محاسبه می‌شود. وجود همچین سامانه‌ای در روش‌های کنترلی حلقه‌باز برای ربات‌های دورانی دارای اهمیت به‌سزایی است. بدین منظور سه‌نقطه متمایز از یک جسم‌صلب انتخاب شده است. برای کاهش اثر مخرب نور محیط بر تشخیص اشیاء رنگی و همچنین کاهش حجم استفاده از فیلترهای نرم‌افزاری از فرستنده‌های مادون‌قرمز به عنوان نشانگر استفاده گردید. به جهت غیرخطی بودن معادلات جهت‌گیری زاویه‌ای و عدم امکان حل آنها به صورت بلادرنگ از شبکه‌عصبی برای حل این موضوع استفاده شده است. شبکه‌عصبی استفاده شده از نوع پس‌انتشار خطا با یک لایه مخفی با تعداد ۲۱ گره درآن و به ترتیب در لایه‌های ورودی و خروجی دارای ۶ و ۳ گره می‌باشد. در شبکه‌عصبی اطلاعات خروجی شبکه، ابتدا با سنسور شتاب-سنج۹محوره، با دقت بسیار بالا دریافت شده و سپس نتایج آموزش شبکه‌عصبی با خروجی این سنسور مقایسه گردیده است. در مجموع ۷۳۴۳ داده‌ی مستقل در دو زاویه‌ی φ و ψ، و همچنین ۷۵۱ داده در زاویه 𝜃، از سنسور شتاب‌سنج ۹ محوره، و ربات‌موازی دو درجه آزادی‌دورانی، به عنوان یک پلتفرم آماده بدست آمد که از ۴۶۷ داده‌ی آن، برای آموزش شبکه استفاده نشده است. نتایج آموزش شبکه با داده‌های استفاده نشده برای آموزش، مقایسه شده و نتایج مطلوبی با حداکثر خطای ۰,۰۳۸ رادیان حاصل گردید.

---

در این مقاله ربات موازی چهار درجه آزادی چهار شاخه شبیه‌سازی می‌شود. ابتدا مدل ریاضی که بر اساس آن ربات موازی چهار شاخه مدل شده نشان داده‌شده و سپس بهینه‌سازی این ربات موازی بر اساس فضای کاری عاری از تکینگی سینماتیکی مرتبه دوم انجام می‌شود. نوآوری این مقاله در استفاده از دو الگوریتم جستجوی سراسری برای یافتن فضای کاری عاری از تکینگی است. ابتدا مسئله برای الگوریتم زنبورعسل مصنوعی حل‌شده و سپس این روش با روش هوش ازدحامی ذرات مقایسه می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که با هر دو روش می‌توان پارامترهای طراحی ربات را به دست آورد، درحالی‌که از پیچیدگی‌هایی که از ویژگی ذاتی این نوع بهینه‌سازی است پرهیز کرد. مقایسه دو الگوریتم جستجو نشان‌دهنده آن است که روش هوش ازدحامی ذرات سریع‌تر از الگوریتم کلونی زنبورعسل عمل می‌کند. فضای جستجو برای این الگوریتم‌ها حجمی متشکل از سطحی به ابعاد ۵۰۰ mm در ۵۰۰ mmاست که در راستای عمود از ارتفاع ۵۰۰ mm تا ۱۰۰۰ mm تغییر می‌کند. همچنین از نکات مهم این مقاله دوران مجری نهایی حول محور عمود تا ۹۰ درجه چرخش است که قابلیت مهمی در ساختار و انعطاف عملکردی ربات دارد. پس از شبیه‌سازی، ربات موازی به کمک نرم‌افزار طراحی سه‌بعدی مدل می‌شود. درنهایت ربات موازی چهار شاخه طراحی‌شده در آزمایشگاه تعامل انسان و ربات دانشگاه تهران ساخته‌شده است.

---

در کار حاضر، تاثیر پارامترهای ساختاری ربات موازی شش درجه آزادی هگزا بر شاخص‌های عملکردی سینماتیکی و دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته و ساختار ربات با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی زنبور عسل چندهدفه، بهینه می‌شود. پس از تشریح ساختار و تعیین پارامترهای هندسی سازنده ربات، روابط مربوط به سینماتیک معکوس آن استخراج شده و ماتریس ژاکوبین که ارتباط‌دهنده میان مولفه‌های بردار سرعت مجری نهایی و بردار سرعت‌های زاویه‌ای مفصلی است، به دست می‌آید. از طریق محاسبه مجموع انرژی جنبشی اجزا ربات به صورت ضریبی از بردار سرعت دورانی مفاصل عمل‌کننده، ماتریس اینرسی استخراج می‌شود. معکوس عدد وضعیت سینماتیکی محلی و سراسری بر پایه ماتریس ژاکوبین بی‌‌بعد به عنوان اندیس اندازه‌گیری مهارت سینماتیکی ربات منظور می‌گردد. با تعیین ماتریس جرم به عنوان ارتباط دهنده مولفه‌های بردار شتاب مجری نهایی و بردار گشتاوری مفاصل عمل‌کننده، شاخص برآورد مهارت دینامیکی محلی و سراسری ربات ارائه می‌شود. با در نظر گرفتن شاخص‌های عملکردی سینماتیکی و دینامیکی در فضای کاری مکعبی به عنوان توابع هدف، ساختار ربات هگزا با استفاده از الگوریتم زنبور عسل چند هدفه، بهینه می‌گردد. بدین منظور، قیدهای هندسی مناسب شامل محدودیت حرکتی مفاصل یونیورسال و کروی، و قیدهایی به منظور دوری از موقعیت‌های تکین در نظر گرفته می‌شوند. نمودار پارتو مربوط به بهینه‌سازی چند هدفه که نشان‌دهنده پاسخ‌های نامغلوب می‌باشد، ارائه شده است. همچنین نمودارهای تاثیر تغییر پارمترهای ساختاری ربات هگزا بر مقادیر شاخص‌های عملکردی سینماتیکی و دینامیکی بهینه ترسیم شده و در نهایت توزیع شاخص‌های عملکردی در فضای کاری مورد نظر نشان داده شده است.

---

رباتهای موازی برخلاف داشتن مزیتهای بسیار، عمومأ فضای‌کاری محدودی دارند. بنابراین بدست آوردن فضای‌کاری آنها با در نظر گرفتن تداخلهای مکانیکی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این مقاله به بررسی هندسی تداخل مکانیکی در مکانیزم‌های موازی صفحه‌ای، شامل تداخل لینکها با یکدیگر و برخورد لینکها و سکوی متحرک با موانع، پرداخته میشود. برای این منظور، یک روش هندسی جدید بر اساس بررسی تداخل پاره خط‌ها، برای تشخیص برخوردها در فضای‌کاری مکانیزم موازی صفحه ای پیشنهاد می‌گردد. در این روش، ابتدا پیکربندی‌های ربات موازی صفحه‌ای در تمام نقاط فضای‌کاری بدست آورده می‌شود. سپس برخورد دو به دوی لینکها با یکدیگر و موانع، که به ترتیب با پاره خط و چندضلعی مدل شده اند، مورد بررسی قرار میگیرد. در نهایت، فضای‌کاری عاری از برخورد در یک جهتگیری خاص سکوی متحرک بدست می آید. علاوه بر آن در این مقاله نوعی شاخص برای بررسی فضای‌کاری با توجه به تداخل مکانیکی معرفی میشود. شاخص فوق دیدگاه مناسبی جهت یافتن بهترین فضای‌کاری ارائه میدهد. برای ارزیابی نتایج، این روش بر روی دو ربات موازی صفحه‌ای به نام‌های ۳RRR و ۳PRR در حالتهای کاری مختلف اجرا می‌گردد. نتایج حاصله نشان می‌دهند که نسبت فضای کاری عملی به فضای‌کاری تئوری، با افزایش زاویه سکوی متحرک در دو جهت ساعتگرد و پادساعتگرد، کاهش می‌یابد. همچنین، به علت تفاوت در تعداد لینک‌های متحرک، فضای‌کاری عاری از تداخل مکانیکی ربات موازی ۳RRR به طور معمول محدودتر از ربات موازی ۳PRR می‌باشد.

---

در این مقاله‏، کنترل موقعیت یک ربات موازی نیوماتیکی شش درجه آزادی گاف-استوارت موسوم به هگزاتار به منظور ردیابی مسیرهای مطلوب مطالعه شده است. در ابتدا، معادلات دینامیکی مربوط به سیستم نیوماتیکی هر شاخه از این ربات استخراج شده است که شامل معادلات دینامیکی یک عملگر نیوماتیکی و یک شیربرقی تناسبی می‌باشد. متغیرهای نامعلوم معادلات دینامیکی شامل ضریب ویسکوزیته، نیروی اصطکاک عملگر و متغیرهای مربوط به شیربرقی بدست آمده و توسط الگوریتم ژنتیک شناسایی شده‌اند. سپس، کنترل موقعیت عملگر نیوماتیکی با توجه به این مدل و بر اساس طراحی کنترل کننده‌ی پسگام مدلغزشی انجام می‌گیرد. بعلاوه، معادلات سینماتیک ربات هگزاتار بدست می‌آید و با استفاده از یک روش ابتکاری با نام روش هندسی حل شبه سینماتیک، بدون استفاده از حسگرهای گران‌قیمت و بر اساس داده‌های حسگرهای پتانسیومتر خطی روی هر شاخه و حسگر دوران متصل شده بر روی مجری نهایی ربات، موقعیت مجری نهایی ربات محاسبه می‌شود. بدین ترتیب، کنترل موقعیت حلقه بسته‌ی ربات هگزاتار بر مبنای کنترل همزمان در فضای مفاصل و فضای کاری ربات به کمک کنترل کننده‌ی پسگام مدلغزشی و روش محاسبه‌ی موقعیت مجری نهایی ربات انجام می‌گیرد. مسیرهای مطلوب سینوسی برای ردیابی در راستا و حول هر یک از محورهای مختصات به منظور ارزیابی عملکرد استراتژی کنترلی به کارگرفته شده مورد آزمایش قرار می‌گیرند. نتایج آزمایش‌های عملی نشان می‌دهد که مسیرهای مطلوب مستقیم در راستا و دورانی حول محورهای مختصات به ترتیب با اندازه‌ای کمتر از ۲ سانتی‌متر و ۳ درجه ردیابی می‌شوند. این حد از دقت برای یک ربات نیوماتیکی بسیار مطلوب می‌باشد.

---