مدل سازي و شبيه سازي ربات سيار الاستيك با مفاصل دوراني كشويي بدون غلاف به روش لاگرانژ بازگشتي

كارشناسي ‌ارشد

براي شبيه¬سازي ديناميكي، طراحي سيستم كنترلي و به دست آوردن رفتار دقيق ربات¬ها در حركت، استخراج معادلات حركت ربات¬هاي سيار امري اجتناب ناپذير است. اين موضوع زماني كه مدل ديناميكي سيستم پيچيده شود (ربات n چرخ گردد يا بازو n لينكي انعطاف پذير روي آن قرار گيرد )، بدست آوردن معادلات سيستم را به¬صورت دستي غير ممكن مي¬سازد، لذا براي سهولت كار از روش بازگشتي در حل معادلات استفاده مي¬شود. از فرمولاسيون اويلر-لاگرانژ براي به دست آوردن معادلات حركت استفاده مي¬گردد، تا معادلات حركت ربات سيار n محوره با قيود غير هولونوميك و هولونوميك و معادله حركت بازوي انعطاف پذير دوراني- كشويي به¬صورت سيستماتيك استخراج شود. اين ربات سيار داراي n محور و چرخ مي باشد كه براي هر يك از چرخ هاي آن فرض جابه‌جايي لغزش طولي و عرضي، لقي، فنريت و اصطكاك در نظر گرفته شده است. همچنين بازوي انعطاف پذيري كه در اين سيستم مورد بررسي قرار مي¬گيرد از يك زنجيره باز سينماتيكي تشكيل شده است. در بازوهاي انعطاف‌پذير از تئوري تير اويلر-برنولي و شكل مود هاي مرتبط با اين تئوري استفاده شده است. همچنين دو مكانيزم مهم ميرايي يعني ميرايي كلوين-ويت به عنوان ميرايي داخلي و اثر ويسكوزيته هوا به عنوان عامل مستهلك كننده خارجي در معادلات لحاظ شده است. تحليل ديناميكي ربات سيار n محوره در سطوحي كه داراي نيروهاي كششي طول و عرضي مختلف هستند، مبحث جديد ديگري است كه در اين پايان‌نامه بدان پرداخته شده است. حركت سيستم در سطوح شن و ماسه و يخ به مسئله اي پيچيده تبديل مي شود، زيرا به علت تغيير نيروي كششي در سطح هاي مختلف، حركت ربات دچار لغزش طولي و عرضي و يا درجا زدن مي‌شود. اين پيچيدگي باعث شده كه روي همه چرخ¬هاي ربات موتور قرار گيرد و مقدار لقي آن در نظر گرفته شود. زيرا اين كار باعث مي¬شود در صورت گير افتادن يك چرخ از قدرت ديگر چرخ¬ها براي رهايي ربات استفاده شود. در ادامه معادله حركت يك بازوي n لينكي دوراني-كشويي به روش اويلر-لاگرانژ بازگشتي محاسبه مي¬گردد، همچنين لينك انعطاف پذير به دست آمده روي ربات سيار n محوره قرار مي گيرد و معادلات حركت آن به روش اويلر-لاگرانژ بازگشتي حل مي‌شود. در پايان روابط به دست آمده براي يك ربات سيار دو محوره با چهار چرخ متحرك براي چهار سطح مختلف و بازوي انعطاف پذير n لينكي دوراني-كشويي شبيه سازي شده است.

192162

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

دكتر محرم حبيب نژاد كورايم