نام پژوهشگر: علی مقداری

تئوری تماس و بهینه سازی در طرح مسیر حرکت برای بازوهای مکانیکی مشابه انگشت
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی شریف 1369
  حسن صیادی   علی مقداری

به موازات پیشرفتهای روز افزون درعلم رباتیک ، مساله گرفتن اجسام متفاوت ازاهمیت بیشتری برخوردار شده است . بنابراین نیاز به استفاده از دست رباتیکی به جای گیره ساده دررباتهای صنعتی به راحتی احساس می شود. در راستای نیل به این هدف تلاشهائی صورت گرفته و مدلهای متفاوتی برای دست ، ارائه شده است . دراین پژوهش باتوسل به تئوری های تماس بین اجسام و تحلیل نتایج حاصله، مکانیزم دست رباتیکی از نقطه نظر تعداددرجات آزادی انگشتان، تعداد انگشتان، نوع مفاصل و ابعاد لینکهای انگشتان مورد بررسی و طراحی قرار می گیرد. سپس بااستفاده از روابط نیوتن اویلر و استفاده از علائم و قراردادهای علم رباتیک ، معادلات سینماتیک و دینامیک حرکت انگشتان بدست می آید و مدل دست ازنظر ارتباط معادلات حرکتی هرانگشت نسبت به کف دست تشریح می گردد. پس از بدست آمدن این روابط، بادومساله مواجه هستیم که عبارتنداز : -1 حرکت انگشت یاانگشتان جهت رسیدن به موقعیت موردنظر و به منظور گرفتن قطعه، یابه عبارتی کنترل مسیر حرکت انگشت . -2 کنترل و بدست آوردن توزیع نیروهای تماس بین جسم گرفته شده و انگشتان، یابه عبارتی کنترل نیرو . دراین پژوهش ، هدف بدست آوردن مقادیر بهینه برای گشتاور و سرعت مفاصل مکانیزم انگشت است به طوریکه درضمن حرکت نوک انگشت از روی مسیر خاص واز پیش تعیین شده، مقدار تابع هدف که عمدتا زمان حرکت ویاانرژی و یاتابع ترکیبی اززمان وانرژی است ، بهینه شود. دراین راستابااستفاده از روش برنامه ریزی پویا dynamic programming تابع هدف رابهینه کرده و مقادیر مناسب گشتاور سرعت مفاصل رابدست می آوریم.

ابعاد بیومکانیکی دست مصنوعی شریف
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی شریف 1369
  علی مقداری

دست مصنوعی شریف شامل طراحی و ساخت یک دست مصنوعی با کنترل میوالکتریک می باشد. دراین پروژه ابعاد بیومکانیکی این دست ارائه شده است . ازآنجائیکه دست انسان یکی از پیچیده ترین و کاملترین ارگانهای حرکتی انسان به شمار می رود، لذا مطالعات دقیق از نقطه نظر مکانیکی برروی آن به منظور جایگزینی دست با یک اندام مصنوعی، الزامی است . ابتدامطالعاتی درزمینه خصوصیات طبیعی دست صورت گرفته است . این مطالعات شامل شناسائی، تشریحی و زیست شناسی دست انسان و همچنین حرکت شناسی و بیومکانیک آن می باشد. این مطالعات درمدلسازی دست طبیعی انسان و همچنین اهداف مربوط به کاهش درجات آزادی برای دست مصنوعی با عملکردی نزدیک به دست انسان مفید است . درتئوری مدل دست مصنوعی شریف با الهام ازحرکات دست طبیعی انسان، با 23 درجه آزادی در نظر گرفته شده است که شامل 4 درجه آزادی برای هر انگشت و سه درجه آزادی برای مچ می باشد. مطالعات سینماتیکی دینامیکی مربوط به مدل نامبرده بدست آمده و بااستفاده از برنامه کامپیوتری نوشته شده به زبان پاسکال تحلیلهایی روی آنها صورت گرفته است . براساس مطالعات حرکتی و تحلیلهای مکانیکی، حرکات عمده و الگوهای مهم گرفتن اشیاء، استخراج شده و سعی گردیده است که حتی الامکان به 6 الگوی شناخته شده در دست انسان با حداقل درجات آزادی مستقل برسیم، بر این اساس یک مکانیزم جدید، طراحی و ساخته شده است . به گونه ای که انگشتان دست خاصیت تطبیق پذیری هندسی رادارا هستند . به این معنا که کلیه انگشتان قادرند تاباشکل هندسی جسمی که باید گرفته ویانگه داشته شود، تطبیق حاصل کنند . این عمل با دو درجه آزادی انجام می شود. نمونه آزمایشگاهی شامل 4 انگشت دومفصلی و یک شست است . و دارای 2 درجه آزادی مستقل می باشند. مکانیزم های مورد استفاده، امکان حرکت 8 مفصل چهارانگشت راتنها با یک محرکه (مثلا موتور) ایجاد، و عمل تطبیق با جسم گرفته شده صورت گرفته است . همچنین نحوه طراحی شست به گونه ای بوده است که امکان قرارگیری آنرا درمقابل تمام انگشتان (و تنها بایک درجه آزادی) می دهد. درقسمت بعدی، نتایج مطالعاتی درزمینه چگونگی نصب پروتز به بدن و موارد مربوط به دستکشهای زیبائی بخش ، ارائه شده و در پایان پیشنهاداتی درمورد پروژه و نحوه ادامه آن ارائه گردیده است .

شبیه سازی گرافیکی سینماتیک و دینامیک یک آدمک مصنوعی صنعتی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی شریف 1369
  حمید هاشم الحسینی   علی مقداری

برنامه های خاصی برای شبیه سازی سینماتیک و دینامیک آدمک مصنوعی unimate puma 560 به زبان c و بر روی ماشینهای مدل ibm-xt به طریق گرافیک تدوین شده است . دو گروه شبیه سازی آدمک های مصنوعی امکان پذیر است . یکی تنها براساس سینماتیک و دیگری براساس سینماتیک و دینامیک . درشبیه سازی، هریک از بازوهای آدمک مصنوعی به عنوان یک موضوع گرافیکی به وسیله یک دستگاه مختصات متصل به آن، مشخص شده و محل و جهت آن بوسیله یک سری از تبدیلات انتقالی، دورانی تعریف می گردد. درزمینه شبیه سازی دینامیکی روشی جدید براساس روش نیوتن اویلر به منظور فرموله نمودن معادلات حرکت ابداع شده است . درروش حل عددی معادلات دینامیکی یکی از روشهای جدید runge-kutta و متدهای محاسباتی خاصی استفاده شده است که در مجموع سرعت و کارآیی محاسبات عددی را تاحد زیادی افزایش می دهد.

تحلیل دینامیکی یک سیستم نقلیه چهارپا
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی شریف 1369
  عیسی هاشملو   علی مقداری

سیستمهای نقلیه پادار بدلیل قابلیت تطبیق و مانور در سطوح غیر هموار اخیرا درصنایع گوناگون ازاهمیت فراوانی برخوردار شده و مورد توجه قرار گرفته است . دربررسی دینامیکی حرکت سیستم های متحرک چهارپا که از چهارزنجیره سینماتیکی و یک بدنه تشکیل می گردد، لازم است که ابتداء سینماتیک آن مطالعه شود. بامعلوم بودن سینماتیک بدنه و تعریف سطح جاده، سینماتیک هریک از پاها بطور مستقل قابل تعیین است . دراین پروژه، سینماتیک پابااستفاده از ماتریس های تبدیل همگن بدست آورده شده است . درقسمت دینامیک ، معادلات دینامیکی حرکت حاکم بر سیستم نقلیه چهارپا با استفاده از روش نیوتن اویلر بدست آمده اند. ازآنجا که مساله توزیع نیروهای وارده برپاها از طرف زمین، یک مسئله نامعین است ، می بایدبطریقی آنرا معین نمودتابتوان گشتاور در مفاصل را محاسبه کرد. دریک وضعیت دینامیکی، توزیع متفاوتی برای نیروهای خارجی می توان بدست آورد. یک روش تعیین این نیروها بهینه سازی یک تابع هدف براساس انرژی مصرفی کل سیستم متحرک است . این تابع هدف ، تحت قیود معادلات تعادل درمفاصل و بدنه و قید عدم لغزش ، بهینه می گردد.