بهینه سازی چندهدفی حرکت سرپنتین ربات مار مانند با استفاده از nsga
Abstract
این مقاله با مدلسازی و شبیهسازی ربات مار مانند شروع شده و با کار آزمایشی به پایان رسیده است. در ابتدا دو منحنی سرپنوید متقارن و نامتقارن برای ایجاد حرکت سرپنتین معرفی شده است. سپس معادلات سینماتیک و دینامیک یک ربات مارمانند با n عضو در حرکت سرپنتین بر روی سطوح صاف و شیبدار به صورت ساده، جامع و کارامد ارائه و برای تأیید معادلات، از نرم افزار سیممکانیک و آزمایشهای عملی استفاده شده است. همچنین تأثیر پارامترهای منحنی سرپنوید بر روی گشتاورهای مورد نیاز مفاصل و پیشروی ربات مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که با افزایش زاویه سطح شیبدار، کاهش زاویه پیچش اولیه، کاهش تعداد نوسانات (یا تعداد موجهای منحنی بدن)، افزایش طول عضوها و افزایش تعداد آن، گشتاور مورد نیاز افزایش مییابد. برای بهینهسازی پارامترهای منحنی سرپنوید نامتقارن، از الگوریتم بهینه سازی چندهدفی nsga، برای ارضای هم زمان دو هدف (یعنی حداقل گشتاور مورد نیاز و بیشترین پیش روی) استفاده شده است. طبق نتایج دامنه تغییرات پارامترهای منحنی بدن ربات مارمانند، برای رسیدن به بیشترین پیش روی و کمترین گشتاور، محدود است. به کمک منحنی سرپنوید نامتقارن میتوان به منحنیهایی که به بدن مار شبیهتر باشند، دست یافت و عملکرد ربات مارمانند را افزایش داد. در پایان از ربات مارمانند fum-snake i برای آزمایش و تصدیق معادلات بر روی سطح صاف استفاده شده است.