-
شماره ركورد
30547
-
پديد آورنده
عمار المالكي
-
عنوان
سنتز حركت ديناميكي رباتهاي دوپا با ظرفيت حمل بار بيشينه: روش برنامه ريزي خطي تكراري
-
مقطع تحصيلي
دكتري تخصصي (PhD)
-
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك- مهندسي مكاترونيك
-
سال تحصيل
1399
-
تاريخ دفاع
1402/10/24
-
استاد راهنما
محرم حبيب نژادكورايم
-
دانشكده
مهندسي مكانيك
-
چكيده
اين مطالعه به استخراج معادلات ديناميكي حركت و همچنين كاربردهاي آن براي به دست آوردن ظرفيت حمل بار ديناميكي (DLCC) براي رباتهاي دوپاي راهرونده اشاره دارد. در ابتدا، معادلات اصلي براي تعيين DLCC يك مسير داده شده براي اندافكتور ربات ارائه ميشوند. سپس با استفاده از يك الگوريتم براي يافتن بيشترين مقدار بار، DLCC براي مسير مشخص شده براي يك ربات دوپا براي مسيرهاي خطي، منحني و دايرهاي به دست ميآيد. از يك ربات دوپا با 10 درجه آزادي (DOF) استفاده شده و يك مدل سينماتيكي و ديناميكي براي اين ربات به دست آمده است. علاوه بر آن، يك روش محاسباتي جهت به دست آوردن مسير بهينه براي اندافكتور ربات دوپا ارائه شده است تا ظرفيت حمل بار آن را براي انجام يك وظيفه داده شده جهت جابجايي از نقطهاي به نقطهي ديگر افزايش دهد. مسئله سنتز مسيرهاي بهينه براي يك ربات به عنوان يك مسئله بهينهسازي مسير تعريف شده است. روش برنامه ريزي خطي تكراري (ILP) براي يافتن يك راه حل عددي براي اين مسير غيرخطي توسعه يافته است. اين روش براي محاسبه بيشترين ظرفيت حمل بار ديناميكي ربات دوپاي راهرونده كه تحت محدوديتهاي گشتاور عملگرها، پايداري و حد جرك قرار دارد، استفاده ميشود. ابتدا، معادله ديناميكي لاگرانژ بايد به گونهاي نوشته شود كه مناسب بارگذاري ديناميكي باشد كه همراه با معادلات سينماتيكي براي يافتن مسير بهينه ضروري است. پس از آن، يك نمايش از فضاي حالت معادلات ديناميكي معرفي ميشود همچنين معادلات ديناميكي خطي سازي شده براي يافتن راه حل عددي بهينه سازي مسير لازم هستند كه به دنبال آن فرمول بندي براي مسئله مسير بهينه با بيشترين ميزان بارگذاري انجام ميشود. در نهايت، روش ILP و جنبه محاسباتي براي حل مسئله سنتز مسير و تعيين ظرفيت حمل بار ديناميكي براي ربات دوپا براي هر يك از مسيرهاي خطي و منحني استفاده ميشوند. نتايج نشان داد كه مقدار بيشترين بار مجاز براي يك مسير داده شده (خطي، منحني و دايرهاي) به ترتيب 0.837 كيلوگرم، 0.702 كيلوگرم و 0.51 كيلوگرم است. مسير بهينه پس از 10 تكرار براي آزمون اول (مسير خطي) و پس از 6 تكرار براي آزمون دوم (مسير منحني) همگرا ميشود. مقدار بيشينه DLCC II به ترتيب 1.52 كيلوگرم و 1.36 كيلوگرم است. با پياده سازي تست تجربي بر روي يك ربات دوپا، نتايج شبيه سازي تاييد شدند.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/12/08
-
عنوان به انگليسي
Synthesis of Biped Robots Dynamic Motion with Maximum Load Carrying Capacities: Iterative Linear Programming Approach
-
تاريخ بهره برداري
1/13/2025 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
عمار المالكي
-
چكيده به لاتين
The study refers to deriving the dynamic equations of motion as well as applications to obtain dynamic load-carrying capacity (DLCC) for bipedal robots walking. At the beginning, the governing equations for determining the DLCC of a given end-effector trajectory are presented. Then via using an algorithm for finding the greatest value of load, the DLCC for the specified path is obtained for a biped robot for the linear, curve, and circular paths.10 degrees of freedom (DOF) biped robot was used and a kinematic and dynamic model for this robot was obtained. Besides that, a computational approach is presented to obtain the optimal path of the end-effector for the bipedal robot to increase its load carrying capacity for a given task from point to point. The synthesizing optimal trajectories problem of a robot is formulated as a problem of trajectory optimization. The Iterative Linear Programming method (ILP) is developed for finding a numerical solution for this nonlinear trajectory. This method is used for calculating the maximum dynamic load-carrying capacity of bipedal robot walking subjected to torque actuators, stability, and jerk limit constraints. First, the Lagrangian dynamic equation should be written to be suitable for the load dynamics which together with kinematic equations substantial for finding the optimal trajectory. After that, a representation of the state space of the dynamic equations is introduced also the linearized dynamic equations are needed to find the numerical solution of the trajectory optimization followed by formulation for the problem of optimal trajectory with the greatest load. Finally, the ILP method and the computational aspect are applied to solve the problem of trajectory synthesis and determine the dynamic load-carrying capacity for the bipedal robot for each of the linear and curve paths. The results showed that the value of the maximum allowable load for a given trajectory (linear, curve, and circular) is 0.837 kg, 0.702 kg, and 0.51 kg, respectively. The optimal trajectory converges after 10 iterations for the first test (linear trajectory), while after 6 iterations for the second test (curve trajectory). The maximum value of DLCC II is 1.52 kg and 1.36 kg, respectively. By implementing an experimental biped robot, the simulation results were validated.
-
كليدواژه هاي فارسي
ظرفيت حمل بار ديناميكي , ربات دوپاي راهرونده
-
كليدواژه هاي لاتين
Dynamic load carrying capacity , biped robot walking
-
Author
Ammar Al-Maleki
-
SuperVisor
Dr. Moharram Habib Nezhad
-
لينک به اين مدرک :