کاهش ارتعاشات صفحات خورشیدی منعطف‌ ربات‌های چرخ‌دار بر اساس برنامه‌ریزی حرکتی ربات

Abstract

صفحات خورشیدی یکی از منابع تأمین تمام یا بخشی از انرژی مصرفی ربات‌های چرخ‌دار هستند. توان کم سلول‌های خورشیدی باعث می‌شود تا این ربات‌ها نیاز به صفحات بزرگی برای تأمین انرژی داشته باشند. این امر سبب می‌شود تا در صورت حرکت ربات‌ بر مسیر ناهموار، ارتعاشاتی در صفحات مزبور ایجاد شود که ممکن است موجب آسیب به سیستم گردد. در این پژوهش، روشی برای برنامه‌ریزی حرکت ربات در مسیر ناهموار ارائه می‌گردد که منجر به پایدارسازی دامنه ارتعاشات در محدوده مجاز می‌شود. در این روش از افزودن سیستم کنترلی جدید جهت کاهش ارتعاشات خودداری شده است و این کار صرفاً با تعیین سرعت ربات در طول مسیر حرکتش میسر گردیده است. برای انجام این امر، ابتدا مدل دینامیکی ورق متصل به جسم متحرک بر اساس روش کِین استخراج می‌شود. با استفاده از نتایج این مدل‌سازی، عوامل ایجاد ارتعاشات تعیین می‌گردد. در مرحله بعد چگونگی تغییرات این عوامل در طول مسیر حرکت ربات با استفاده از روابط سینماتیکی تعیین می‌گردد. با مشخص شدن نحوه تغییرات عوامل ایجاد ارتعاش، برنامه‌ریزی حرکتی به گونه‌ای صورت می‌گیرد که با حداقل کاهش در سرعت ربات امکان پایدارسازی ارتعاشات در محدوده مجاز فراهم گردد. روش پیشنهادی برای یک ربات شش چرخ با ساختار حرکتی مفصل‌بندی شده که دارای دو صفحه خورشیدی جهت تأمین انرژی است، شبیه‌سازی گردیده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که استفاده از روش پیشنهادی برای برنامه‌ریزی حرکتی ربات منجر به محدود ساختن دامنه ارتعاشات در مقادیر مجاز می‌شود، در حالیکه کاهش قابل ملاحظه‌ای در سرعت متوسط حرکت ربات ایجاد نمی‌کند.