عنوان پایان‌نامه
طراحی مسیر و تحلیل پایداری یک ربات چهار پا
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک طراحی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3182;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73156;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3182;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73156
- تاریخ دفاع
- ۱۵ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- حسین کشاورز
- استاد راهنما
- عقیل یوسفی کماء
- چکیده
- بدون شک توجه به فناوری‌های جدید و نوآوری، عاملی برای پیشرفت همه جانبه کشور خواهد بود و بر همین مبنا باید چرخه تولید و دانش فناوری در کنار یکدیگر قرار گیرند و باعث به وجود آمدن نظام ملی نوآوری شوند. با پیشرفت تکنولوژی از یک سو و افزایش نیازها و تقاضاهای بشری از سوی دیگر، در قرن اخیر این نگرش رنگ جدی‌تری به خود گرفته است به‌گونه‌ای که مفاهیمی همچون بیونیک، الهام از طبیعت و یا حتی سایبرنتیک به‌عنوان علومی بین‌رشته‌ای مطرح گردیده و توسعه داده‌شده است. اگرچه به‌صورت رسمی بیش از نیم قرن از ظهور چنین مفاهیمی نمی‌گذرد، اما در طول چنین عمر کوتاهی، بنا به نیاز موجود، به‌سرعت مراحل رشد خود را طی کرده است. طراحی و ارائه نمونه‌های وسیعی از ربات‌ها و الگوریتم‌‌های بهینه‌سازی، نمونه گویایی از این امر می‌باشد. ربات‌های چهارپا امروزه موضوع پژوهش در بسیاری از مراکز علمی و صنعتی دنیا می‌باشند. علت این تمایل آن است که این‌گونه ربات‌ها مظهر پیشرفت علم رباتیک بوده و نشان از تلاش بشر برای الگو گرفتن از طبیعت می‌باشد. در این پایان‌نامه سعی بر آن است با طراحی و ساخت یک نمونه ربات چهارپا، به شبیه‌سازی رفتارهای حرکتی حیوانات چهارپا پرداخته شود. دو نمونه حرکت مانند راه رفتن و حرکت یورتمه ای شبیه‌سازی‌شده است و سپس بر روی نمونه‌ی ربات ساخته‌شده، پیاده‌سازی شده است. طراحی مسیر ربات به گونه ای است که پیوستگی موقعیت، سرعت و شتاب حفظ گردد. مدل‌سازی دینامیکی ربات با استفاده از دو روش لاگرانژ و کین صورت گرفته است و درواقع دینامیک سیستم با مقایسه‌ی نتایج دو روش مذکور تایید شده است. پایداری ربات نیز بحث و بررسی‌شده است بدین گونه که در راه رفتن باید مرکز جرم ربات در چندضلعی مشخصه قرار بگیرد و با حرکت جانبی ربات این پایداری افزایش‌یافته است. درحرکت یورتمه مسیر حرکت ZMP باید در امتداد خط قطری پاهای تکیه‌گاهی قرار بگیرد. در طراحی ربات یک نوآوری صورت گرفته و یک درجه آزادی اضافی نسبت به ربات‌های دیگر در کمر ربات تعبیه شده و بدین ترتیب پایداری ربات با اضافه کردن این درجه آزادی بهبودیافته است. درنهایت با تست گرفتن از ربات ساخته‌شده، نتایج شبیه‌سازی با نتایج تست عملی مقایسه و بدین ترتیب کارآمدی مسیرهای طراحی‌شده تایید می گردد.
- Abstract
- Current investigation, offline path planning for walking and trotting of a 3D quadruped robot is investigated by designing and fabricating of a 19 Degrees of Freedom model. Recent findings in biological researches have motivated robot’s design, legs configuration and control of servomotors. Full dynamic model of the quadruped robot is obtained using Lagrange and Kane methods. By comparing Lagrange and Kane methods, the dynamic model is verified. Stability condition of a quadruped robot is improved by adding one degree of freedom in middle of the robot. And finally, the effectiveness of the proposed method is demonstrated by comparing the simulations and experimental results of the designed robot
