طراحی مسیر زمان حقیقی و بازیابی تعادل بهینه ربات انسان نمای سه بعدی

در این مقاله، طراحی مسیر زمان حقیقی ربات انسان نما در حضور اغتشاشات خارجی با استفاده از مولفه واگرای حرکت بررسی گردیده است. بدین منظور از مدل سه جرمه آونگ معکوس به جای مدل کامل دینامیکی ربات استفاده شده است. ابتدا به منظور حفظ پایداری ربات، به طراحی نقطه گشتاور صفر مطلوب پرداخته شده است. در واقع بر اساس محل گام ها، نقطه گشتاور صفر مطلوب را در مرکز کف پای ربات تعریف کرده ایم تا ربات دارای حاشیه ی پایداری مطلوبی باشد. سپس بر اساس نقطه گشتاور صفر مطلوب ایجاد شده و مدل آونگ معکوس سه جرمه، مسیر حرکتی مرکز جرم ربات به کمک روش مولفه واگرای حرکت که معادله دینامیکی آونگ معکوس سه جرمه را به دو معادله پایدار و ناپایدار تبدیل می کند، به دست آمده است. با بکارگیری سینماتیک معکوس، زوایای مفصلی را به عنوان ورودی موتورهای ربات محاسبه شده است. همچنین به منظور کنترل پایداری و بازیابی تعادل حرکت ربات در حضور اغتشاشات خارجی به صورت همزمان از تنظیم نقطه گشتاور صفر، تنظیم مکان و زمان گام برداری در قالب یک کنترلر پایداری حرکت استفاده گردیده است. به منظور صحت سنجی پایداری مسیرهای به دست آمده از محیط شبیه ساز با اعمال پارامترهای هندسی و فیزیکی یک ربات انسان نمای واقعی استفاده شده است. در نهایت براساس شبیه سازی ها نشان داده شد که ربات قابلیت راه رفتن پایدار با سرعت 6/1متر بر ثانیه در حضور اغتشاشات 345 نیوتنی را دارا می باشد.