parallel robots
در نشریات گروه فنی و مهندسی-
در پژوهش پیش رو، به معرفی روشی بهینه شده در تحلیل دینامیک مستقیم ربات های موازی سریع پرداخته شده است. بدین منظور، با الهام گیری از روش فنر مجازی لاگرانژ ، روش نیوتنی مکمل متعامد طبیعی جدا شده، اصلاح شده است. از مفاهیم فنرهای مجازی، پیشتر در خصوص روش های انرژی استفاده شده است. استفاده از روش فنر مجازی در روش نیوتونی مکمل متعامد طبیعی جدا شده، شیوه ای جدید است که در این پژوهش معرفی شده است. به منظور شفاف سازی روش اصلاح شده و مقایسه ی ابعاد مختلف آنها، از یک مکانیزم صفحه ای 3RRR به عنوان مدل مرجع استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، فرایند استخراج معادلات در روش دینامیکی جدید بسیار کم هزینه تر است. این در حالی است که دقت این روش مشابه روش فنر مجازی لاگرانژ است و همچنین بر خلاف روش های انرژی، قادر به محاسبه ی عکس العمل های قیدی نیز می باشد. از سویی دیگر، روش اصلاح شده، نسبت به روش مکمل متعامد طبیعی جدا شده، زمان حل بیشتری دارد و برای محاسبات ریل تایم مناسب به نظر نمی رسد. همچنین، در سیستم های حلقه بسته، قیود سیستم باید به گونه ای تعریف شده باشند که بیانگر تغییرات طولی فنرهای مجازی باشند. در غیر این صورت، روش پیشنهادی پاسخ صحیح بدست نمی دهد.کلید واژگان: دینامیک مستقیم، ربات های موازی، فنر مجازی، روش مکمل متعامد طبیعی جدا شدهIn this study, a modified method has been introduced for forward dynamic analysis of fast parallel robots. For this purpose, inspired by the Lagrange-Virtual Spring (LVS) method, the Decoupled Natural Orthogonal Complement (DeNOC) method is modified which is a Newtonian based method. So far, virtual springs have been already used in energy based methods. However using the virtual springs in DeNOC method is a novel approach which is proposed in current study. In order to clarify the advantages of Modified Decoupled Natural Orthogonal Complement (MDeNOC) method, a planar 3RRR mechanism is chosen as case study. According to the results, the process of deriving the equations of motion is much less costly while the accuracy of MDeNOC is similar to the LVS and unlike the energy methods, the modified method is also able to calculate the constraint reactions, as well. On the other hand, the calculation time of MDeNOC is much more than the DeNOC and hence, is not suitable for real time calculations. Also, in closed loop systems, constraints must be defined in such a way that express the virtual springs longitudinal changes; otherwise, MDeNOC will not give proper results.Keywords: Forward dynamics, parallel robots, Virtual spring, Decoupled natural orthogonal complement method
-
با توجه به افزایش چشمگیر تعامل انسان و ربات، به نظر می رسد یکی از چالش های امروزی، مساله مسیریابی عاری از تداخل ربات ها به صورت بلادرنگ و با تضمین ایمنی می باشد. تاکنون روش های متعددی برای مسیریابی ربات های متحرک و سری ارائه شده است که هر یک مزایا و معایب خود را دارند. با این حال مطالعات کمی بر روی مسیریابی ربات های 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 شبیه سازی شده است. روش مورد استفاده ترکیبی از بهینه سازی محدب، برنامه ریزی گسسته و مفهوم افق پیش بین می باشد که مزایایی از قبیل پیدا کردن بهینه سراسری و بلادرنگ بودن را دارد. ابتدا مروری بر ساختار فیزیکی و ویژگی های این ربات فراهم شده و سپس به ارائه الگوریتم مسیریابی و شبیه سازی آن با استفاده از بسته نرم افزاری گروبی پرداخته می شود. برای شبیه سازی هرچه واقعی تر نیز بسته نرم افزاری کد2مت به کار گرفته شده است که مدل ربات واقعی را از نرم افزار سالیدورکز به نرم افزار متلب انتقال می دهد. نتایچ حاصل از دو حالت مختلف نشان می دهند که ربات به خوبی موانع را دور زده و به نقطه پایان رسیده است که گویای ایمن و قابل اطمینان بودن الگوریتم ارائه شده می باشد. همچنین، بیشینه زمان محاسبات در هر مرحله کمتر از یک ثانیه بوده است که برای این کاربرد بلادرنگ محسوب می گردد.
کلید واژگان: مسیریابی بهینه، ربات موازی، بهینه سازی محدب، برنامه ریزی گسسته، مفهوم افق پیش بینRegarding the progress in technology and increase in the capabilities of the robots, one of the main challenges in the field of robotics is the problem of real-time and collision-free path planning of robots. This paper focuses on the problem of path planning of a 3-DOF decoupled parallel robot called Tripteron in the presence of obstacles. The proposed algorithm is a synergy-based algorithm of convex optimization, disjunctive programming and model predictive control. This algorithm has many advantages compared to previous methods reported in the literature including not getting stuck in the local optimums and finding the global optimum and high computational speeds. Finally, the algorithm will be implemented on a model of the real robot. It should be mentioned that this algorithm has been implemented using Gurobi optimization package with C++ programming language in Qt Creator environment and the simulation of the parallel mechanism is performed by the CAD2MAT package for MATLAB. Obtained results reveal that the maximum computational time at each step is less that one second which, for this particular application, could be regarded as a real-time algorithm.
Keywords: Optimal path planning, parallel robots, convex optimization, disjunctive programming, receding horizon concept -
ربات های کابلی دسته ای از ربات های موازی می باشند که در آن ها کابل ها جایگزین بازوهای صلب معمول گردیده اند. جایگزینی کابل بجای بازوهای صلب در ربات های موازی، این دسته از ربات ها را جایگزینی مناسب برای مقابله با کاستی های ذاتی و ساختاری ربات های معمول سری و موازی می سازد. اما این موضوع چالش ها و افق های جدیدی را پیش روی محققین پدیدار می سازد. در این مقاله یک مطالعه مروری بر روی تحقیقات انجام شده در زمینه با تاکید بر نوع مقید کامل آن انجام شده است، ضمن اینکه مسائل چالش برانگیز در این حوزه را نیز بررسی می کند. با این توصیف، در این مقاله بررسی اجمالی کاربردها و موضوعات نظری مطرح شده در حوزه ربات های کابلی مانند فضای کاری، دینامیک و کنترل صورت می پذیرد. علیرغم اینکه با توجه به پیشینه تحقیقات مختلف انجام شده در این زمینه به نظر می رسد که تحقیقات وسیعی در این زمینه صورت گرفته است، در این مقاله موضوعات نظری و کاربردی گوناگونی عنوان می گردد که هنوز به عنوان مسائل چالش برانگیز باز تحقیقات در این موضوع اشاره دارند.
کلید واژگان: ربات موازی، ربات کابلی، مقاله مروری، سینماتیک، دینامیک، حل افزونگی، فضای کاری، کنترلCable-driven robots are a class of parallel robots in which the rigid links are replaced by cables. Using cables instead of rigid links in parallel robots makes them a suitable choice to remedy some of the traditional shortcoming of the conventional robots. However، this introduces new challenges in the study of cable-driven robots. This paper presents a survey of cable-driven robots and addresses numerous challenging open problems in this field. The paper consists of an overview of both applications and theoretical issues of cable-driven robots such as workspace، dynamics and control، and furthermore some open challenging issues in this field of research.Keywords: Parallel robots, cable driven robots, kinematics, dynamics, control, redundancy resolution, workspace
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.