بالانسینگ بهینه برای ربات ها در امتداد مسیر تعیین شده

بالانسینگ بهینه روشی جدید بر مبنای کنترل بهینه است که در آن مجهولات بالانسینگ به اضافه مجهولات مسیر(مانند پروفیل سرعت) به طور همزمان محاسبه می شوند. این روش در افزایش عملکرد ربات های صنعتی اثر قابل توجهی دارد که باعث کاهش حداکثری در مصرف انرژی خواهد شد. علی رغم اینکه در بسیاری از کاربردهای رباتیک مانند چسب کاری و جوشکاری، مسیر مشخص است ولی مجهولات دیگری همچون پروفیل سرعت مجهول می باشد. در این پایان نامه روش بالانسینگ بهینه ابتدا برای بالانس کردن منیپولاتورهای بالانس شده با فنر در حرکت نقطه به نقطه پیاده سازی شده است. سپس نتایج حاصله از این روش برای بالانس کردن منیپولاتورها در یک مسیر تعیین شده بررسی می شود. روش های دیگر بالانسینگ مانند بالانس استاتیکی و بالانس دینامیکی که در رباتیک مرسوم است صرفاً برای کاهش اثرات گرانشی ربات در نظر گرفته شده و اثرات مصرف انرژی و نیز تغییر بار ربات در نظر گرفته نمی شود و در واقع بالانسینگ استاتیکی ربات بدون در نظر گرفتن شرایط کاری ربات انجام می شود. انجام بالانسینگ غیر فعال با اضافه کردن عناصر غیرفعال مانند جرم و فنر به ساختار اصلی ربات امکان پذیر است. البته مقادیر پارامترهای اتصالی(مانند فاصله وزنه تعادل یا نقطه اتصال فنر) و مقداری(مانند مقدار جرم تعادل و مقدار سختی فنر) مجهول بوده که در بالانسینگ استاتیکی برای انرژی پتانسیل ثابت معلوم شده و در بالانسینگ بهینه برای کاهش انرژی تعیین می شوند. علاوه بر بالانسینگ استاتیکی، در کارهای سایر محققین قبل بالانسینگ با استفاده از روش های دینامیکی و بار-تطبیقی برای بعضی از منیپولاتورهای خاص نیز ارائه شده است. در این پایان نامه با استفاده از تئوری کنترل بهینه و با فرض مشخص بودن مسیر برای پنجه ربات، مقادیر بهینه سختی فنر بصورت انرژی-بهینه محاسبه می شوند. پس از بیان کلی این روش و شبیه سازی های مربوط به آن، به بررسی شرایط مختلف کاری مانند، شرایط مرزی و زمان اجرای حرکت پرداخته می شود. در نتیجه دیده می شود که شاخص کارآیی و یا میزان مصرف انرژی در بالانسینگ بهینه کمتر از بالانسینگ استاتیکی است.