طراحی مسیر با هدف بهینه سازی زمان و کمینه نمودن تعداد سوئیچ برای بازوی مارگون کابلی فضایی با مفاصل قفل شونده

Abstract

در این مقاله طراحی مسیر سینماتیکی نوع خاصی از بازوهای ابر افزونه بررسی شده است. در این بازو با کاهش تعداد عملگرهای کابلی و اضافه کردن سیستم قفل در هر لینک، وزن و تعداد عملگرهای آن تا حد زیادی کاهش پیدا کرده است. در این پژوهش از روش بهینه سازی تکاملی پرواز پرندگان در طراحی مسیر استفاده شده است و تمامی قیود سینماتیکی نظیر محدوده حرکتی مفاصل و قیود مربوط به سیستم قفل بازو در نظر گرفته شده اند. در بخش اول، جهت کاهش ارتعاشات و مصرف انرژی و افزایش دقت حرکت، مسیر با مشخصه کمترین تعداد سوئیچ، به روش بهینه سازی یافت شده است. برای صحه گذاری بر نتایج بدست آمده چند آزمایش مختلف طراحی و بررسی شده است و براساس آن عملکرد مناسب روش پیشنهاد شده نشان داده شده است. دربخش دوم، طراحی مسیر با هدف کمینه نمودن زمان بر اساس تئوری بنگ-بنگ ارائه شده است. در این بخش سینماتیک معکوس بازو در نقطه هدف به گونه ای حل شده است که مجموع تغییر طول پایه های لینک ها حداقل شوند. در این قسمت نتایج بدست آمده از روش پرواز پرندگان با نتایج روش شبیه سازی انجماد طبیعی مقایسه شده است تا صحت پاسخ های حاصل شده تائید و عملکرد صحیح آن روشن گردد.