رویکردی عمومی برای مدل سازی دینامیکی و طراحی مسیر حرکت ربات های دوپا با درجات آزادی بالا

در این مقاله، نحوه حرکت یک ربات دوپا بر روی سطوح شیبدار با در نظر گرفتن تاثیر تمامی اندام های آن، از جمله پایین تنه و بالا تنه، مورد مطالعه قرار گرفته است. از آنجا که دینامیک این سیستم دارای دو فاز حرکتی متفاوت است و تمام اجزای بدن در فرآیند راه رفتن نقش دارند، استخراج معادلات حرکت آن چالشی پیچیده محسوب می شود. برای غلبه بر این چالش، از فرمول بندی گیبس-اپل و قانون برخورد نیوتن استفاده شده است. نتایج این تحلیل منجر به مدلی ریاضی شده که امکان تعیین شرایط اولیه مناسب برای حرکت پایدار ربات را فراهم می کند. سپس، بر پایه این شرایط، روشی برای طراحی مسیر حرکت ارائه شده است که به طور طبیعی با نحوه حرکت ربات در حالت خودران هماهنگ است. این تطابق باعث می شود که تنها با اعمال گشتاوری جزئی در ابتدای هر گام، ربات بتواند مسیر مطلوب را دنبال کند. در نهایت، شبیه سازی های انجام شده روی یک نمونه ربات و کنترل مبتنی بر خطی سازی فیدبک و کنترلر LQR نشان می دهد که روش پیشنهادی می تواند عملکرد مطلوبی در هدایت ربات داشته باشد.

کلیدواژه ها:

ربات دو پا ، طراحی مسیر ، گیبس-اپل ، شرایط اولیه ، کنترلر LQR