ساختاری جدید از ربات سیار چرخ‌دار چندحالته با کنترل ارتفاع در سطوح ناهموار

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 12، دوره 27، شماره 1 - شماره پیاپی 13، اسفند 1394، صفحه 173-184   

نوع مقاله: مقاله کوتاه

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v27i1.34471

نویسندگان

مهدی بامداد^{* 1}؛ آرمان مردانی²

¹دانشگاه صنعتی شاهرود

²شاهرود

چکیده

در این مقاله، توانایی حرکتی ربات سیار چرخ‌دار با فراهم آوردن ساختاری نوین افزایش می‌یابد. ساختار چندحالتۀ پیشنهادی با توجه به طراحی خاص، توانایی تبدیل ربات دوچرخ به چهار چرخ را دارد. این طراحی توانایی حرکت همزمان بدنۀ ربات و جابهجایی بازو را هنگام حرکت در سطح ناهموار دارد. برخلاف اغلب ربات‌های سیار، ربات بدون استفاده از بازوان مدولار متصل به بدنه، قابلیت یک بازوی رباتیکی را در محور میانی دارد. این نقطه به‌عنوان مجری نهایی در محل یک مفصل غیرفعال است. از اینرو میتواند حامل تجهیزات هدایت و بینایی ربات سیار باشد و بدون موتور محرکۀ جدید از فرمان های کنترل ارتفاع پیروی ‌کند. این طراحی خلاقانه و ساده میتواند عملکرد قابل قبولی را تضمین کند. در پایان، ویژگی‌ حرکتی ربات در مسیرهای مختلف برای پنجه، روی سطوح ناهموار شبیه سازی می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

ربات سیار چرخدار؛ چندحالته؛ طراحی حرکت؛ کنترل ارتفاع

مراجع

1. Bares, J. and Whittaker, W, "Configuration of an autonomous robot for mars exploration", 1988 Year End Report Autonomous Planetary Rover at Carnegie Mellon, No. 43, (1988).

2. Sharkey, N., "Cassandra or false prophet of doom: AI robots and war", Intelligent Systems, IEEE, Vol. 23, No. 4, pp. 14-17, (2008).

3. Corke, P.I., Winstanley, G.J. and Roberts, J.M., "Modeling and Control of a 3500 tonne Mining Robot", In Experimental Robotics, pp. 262-274, Springer Berlin Heidelberg, (1998).

4. Yi, Y., Mengyin, F., Hao, Z. andGuangming, X., "Control laws design and validation of autonomous mobile robot off-road trajectory tracking based on ADAMS and MATLAB co-simulation platform", Applications of MATLAB in Science and Engineering, pp. 353-370. (2011).

5. Kim, Y., Kim, S.H., and Kwak, Y.K., "Dynamic analysis of a nonholonomic two-wheeled inverted pendulum robot", Journal of Intelligent and Robotic Systems, Vol. 44, No. 1, pp. 25-46. (2005).

6. Halme, A., Schonberg, T. and Wang, Y., "Motion control of a spherical mobile robot", Advanced Motion Control, AMC'96-MIE. IEEE Proceedings, 1996 4th International Workshop, Vol. 1,

pp. 259-264, (1996).

7. Cohen, R., Lipton, M. G., Dai, M. Q. and Benhabib, B., "Conceptual design of a modular robot", Journal of Mechanical Design, pp. 117-125, (1992).

8. Shen, W.M., Krivokon, M., Chiu, H., Everist, J., Rubenstein, M. and Venkatesh, J., "Multimode locomotion via Super Bot reconfigurable robots”, Autonomous Robots, Vol. 20, pp. 165-177. (2006).

9. Endo, G. and Hirose, S., "Study on roller-walker-energy efficiency of roller-walk", In Robotics and Automation (ICRA), 2011 IEEE International Conference, pp. 5050-5055, (2011).

10. Saranli, U., Buehler, M. and Koditschek, D.E., "RHex: A simple and highly mobile hexapod robot", The International Journal of Robotics Research, Vol. 20, No. 7, pp. 616-631, (2001).

11. Altendorfer, R., Moore, N., Komsuoglu, H., Buehler, M., Brown Jr, H.B., McMordie, D., ...and Koditschek, D.E., "RHex: a biologically inspired hexapod runner", Autonomous Robots, Vol. 11,

No. 3, pp. 3207-213, (2001).

12. Moore, E.Z., Campbell, D., Grimminger, F. and Buehler, M., "Reliable stair climbing in the simple hexapod'RHex", In Robotics and Automation, Proceedings. ICRA'02. IEEE International Conference, Vol. 3, pp. 2222-2227, (2002).

13. Vadakkepat, P., Peng, X., Quek, B.K. and Lee, T.H., "Evolution of fuzzy behaviors for multi-robotic system. Robotics and Autonomous Systems", Vol. 55, pp. 146-161, (2007).

14. Gaston, J., Raahemifar, K. and Hiscocks, P.A., "Cooperative network of reconfigurable stair-climbing robots", In Circuits and Systems, ISCAS 2006. Proceedings. IEEE International Symposium, p. 4, (2006)

15. Dalvand, M.M. and Moghadam, M.M., "Stair climber smart mobile robot (MSRox)", Autonomous robots, Vol. 20, No. 1, pp. 3-14, (2006).

16. Ben-Tzvi, P., Goldenberg, A.A. and Zu, J.W., "Design and analysis of a hybrid mobile robot mechanism with compounded locomotion and manipulation capability", Journal of Mechanical Design, Vol. 130, 072302, (2008).

17. Armour, R.H. and Vincent, J.F., "Rolling in nature and robotics", A review Journal of Bionic Engineering, Vol. 3, No. 4, pp. 195-208, (2006).

18. O’Grady, R., Groß, R., Christensen, A.L. and Dorigo, M., "Self-assembly strategies in a group of autonomous mobile robots", Autonomous Robots, Vol. 28, No. 4, pp. 439-455. (2010).

19. Klancar, G., Matko, D. and Blazic, S., "Mobile robot control on a reference path", In Intelligent Control, Mediterrean Conference, Proceedings of the IEEE International Symposium on, Mediterrean Conference on Control and Automation, pp. 1343-1348, (2005).

20. Martins, F.N., Celeste, W.C., Carelli, R., Sarcinelli-Filho, M. and Bastos-Filho, T.F., "An adaptive dynamic controller for autonomous mobile robot trajectory tracking", Control Engineering Practice, Vol. 16, pp. 1354-1363, (2008).

21. Zhang, S., Fang, X., Zhou, S. and Du, K. Kinetic, "Model for a Spherical Rolling Robot with Soft Shell in a Beeline Motion", Journal of Multimedia, Vol. 9, No.4, pp. 223-229, (2014).

22. Suomela, J. and Ylikorpi, T., "Ball-shaped robots an historical overview and recent developments at TKK", In Field and service robotics, pp. 343-354, Springer Berlin Heidelberg, (2006).

23. Murray, D. and Little, J.J., "Using real-time stereo vision for mobile robot navigation", Autonomous Robots, Vol. 8, No. 2, pp. 161-171, (2000).