تعیین بیشینه ظرفیت حمل بار دینامیکی ربات افزونه با اعمال قید محدودیت زاویه ای مفاصل در حرکت نقطه به نقطه

هدف اصلی این مقاله، تعیین بیشینه ظرفیت حمل بار دینامیکی ربات افزونه می باشد. در اینجا از اصل کمینه پونتریاگن برای تعیین بیشینه ظرفیت حمل بار دینامیکی ربات افزونه در حرکت نقطه به نقطه استفاده می شود. در حقیقت، شرایط بهینگی بر اساس اصول حساب تغییرات بدست می آید. برای تعیین ظرفیت حمل بار دینامیکی علاوه بر در نظرگرفتن حد اشباع هر یک از موتورها، قید محدوده حرکتی مفاصل نیز در نظر گرفته شده است. به این ترتیب با استفاده از تابع همیلتون و بکارگیری اصل کمینه پونتریاگن، دو دسته معادله دیفرانسیل شامل معادلات دینامیکی حرکت و معادلات شبه حالت به همراه یک رابطه جبری بدست می آید. شرایط مرزی به گونه ای تعیین شده اند که با حل آنها علاوه بر تعیین بار بیشینه، سینماتیک معکوس ربات نیز به صورت عددی حاصل می شود. در پایان به منظور نشان دادن کارآیی روش ارائه شده، مقدار بیشینه بار قابل حمل ربات دست 4 درجه آزادی که مطابق ابعاد و اندازه های دست انسان می باشد، بدست می آید. نشان داده می شود که مقدار بار بیشینه بدست آمده در محدوده بار مجاز قابل حمل که توسط وزارت بهداشت درمان و آموزش کشور ارائه شده است، قرار دارد.