مقایسه مدل ماهیچه نوع هیل و سیستم های تحریک انعطاف پذیر در کارایی دویدن ربات دوپا

امروزه ربات ها در زندگی انسان در بخش های مختلفی مورداستفاده قرار می گیرند. ربات های دوپا به دلیل شباهت ظاهری به انسان در بین دیگر ربات ها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. ربات های دوپا در راه رفتن و دویدن دینامیکی با استفاده از واژگونی خود دارای بازدهی بالاتر نسبت به ربات هایی است که گام های متناوب حرکت آنها به صورت استاتیکی انجام می پذیرد. بدون شک در شرایط موردنیاز ربات باید قادر به دویدن باشد؛ سرعت دویدن نیز می تواند بسته به موقعیت، حائز اهمیت باشد. استفاده از لینک های فنری موجب کاهش ضربه سطح به ربات، افزایش بازدهی و همچنین حرکت روان تر می شود. مشکل اصلی استفاده از لینک های انعطاف پذیر، کنترل دشوار ربات می باشد. تاکنون مدل های مختلفی برای دویدن ربات با استفاده از لینک های انعطاف پذیر ارائه شده است؛ که مدل آونگ فنری وارون slip)) را می توان به عنوان یکی از بهترین مدل های ارائه شده برای دویدن با لینک های انعطاف پذیر نام برد. در این مدل کل ربات بر اساس حرکت یک آونگ فنری وارون مدل سازی و کنترل می شود. پیاده سازی این مدل در عمل بسیار مشکل است. مکانیسم دویدن سیستم های بیولوژیکی به دلیل دارا بودن قسمت های انعطاف پذیر، دارای بازدهی بالاتری نسبت به سیستم های مکانیکی هستند. در این پایان نامه ابتدا به بررسی فیزیولوژی ماهیچه می پردازیم و سپس مدل مکانیکی هیل را ارائه می کنیم؛ بر اساس فیزیولوژی ماهیچه مدل های مکانیکی مختلفی ارائه شده است که ما به دلیل سادگی و دارا بودن المان های اساسی موردنیاز برای دویدن دوپا، مدل ماهیچه نوع هیل را انتخاب کرده ایم. تا پس ازآن بتوانیم سیستم تحریک فنری عملی دارای کارایی انرژی نزدیک به عملکرد ماهیچه ها را برای ربات های دوپا پیشنهاد دهیم. در این پایان نامه با ارائه یک روش ابتکاری برای تحریک ناقص ربات با استفاده از سینماتیک و دینامیک معکوس برای هر مسیر دلخواه سازگار با شرایط اولیه ربات پروفیل نیروهای مورد نیاز محاسبه می گردد؛که ربات بتواند آن را طی کند و برای اعتبارسنجی آن را با دینامیک مستقیم چک کردیم. در قدم بعد از مدل ماهیچه استفاده شده است که از ثمرات آن می توان به کاهش ضریب مصرف انرژی کل و همچنین کاهش ماکزیمم نیروی محرک ماهیچه نسبت به نیروی لازم کل نام برد.