Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

final_robotic_roject_with mov

85 views

Published on

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

final_robotic_roject_with mov

  1. 1. ‫امیرکبیر‬ ‫صنعتي‬ ‫دانشگاه‬ (‫تهران‬ ‫تکنیک‬ ‫پلی‬) ‫برق‬ ‫مهندسی‬ ‫دانشكده‬ ‫عنوان‬ ‫روبات‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫و‬ ‫کنترل‬7‫آزادی‬ ‫درجه‬ Upper-Limb Powered Exoskeleton ‫نگارش‬ ‫بابایی‬ ‫سحر‬(92123141) ‫میری‬ ‫حاج‬ ‫مجتبی‬(92123120) ‫حمصیان‬ ‫مسعود‬(91126913) ‫شریفی‬ ‫مریم‬(92123138) ‫درس‬ ‫استاد‬ ‫طالبی‬ ‫علی‬ ‫حیدر‬ ‫دکتر‬ ‫ماه‬ ‫بهمن‬1392
  2. 2. ‫مطالب‬ ‫سرفصل‬ ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬‫حرکت‬‫ی‬‫و‬‫باز‬‫انسان‬ ‫سینماتیکی‬ ‫تحلیل‬‫بات‬‫و‬‫ر‬ ‫ی‬‫مدلساز‬‫دینامیکی‬‫بات‬‫و‬‫ر‬ ‫بات‬‫و‬‫ر‬ ‫ی‬‫ساز‬ ‫شبیه‬ ‫و‬ ‫ی‬‫ساز‬ ‫پیاده‬ ‫ی‬‫گیر‬‫نتیجه‬ 3/10
  3. 3. ‫مقدمه‬ ‫از‬ ‫ر‬‫منظو‬‫ه‬‫ژ‬‫و‬‫پر‬‫این‬‫در‬‫جی‬‫ر‬‫خا‬‫اسکلت‬‫یک‬‫لی‬‫و‬ ‫مفاصل‬‫با‬‫جی‬‫ر‬‫خا‬‫ی‬‫ساختار‬‫مکانزیم‬‫های‬ ‫نک‬ ‫بدن‬ ‫شبیه‬‫انسان‬‫است‬. ‫جی‬‫ر‬‫خا‬‫اسکلت‬‫بات‬‫و‬‫ر‬‫بردهای‬‫ر‬‫کا‬ .1‫استفاده‬‫تشخیص‬‫و‬‫مانی‬‫ر‬‫د‬‫دستگاه‬‫عنوان‬ ‫به‬‫اپی‬‫ر‬‫فیزیوت‬ .2‫های‬‫توانایی‬‫بردن‬‫باال‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬‫کمکی‬‫بات‬‫و‬‫ر‬‫انسان‬ .3‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫هپتیکی‬ ‫وسیله‬ ‫یک‬‫شبیه‬‫واقعیت‬‫ی‬‫ساز‬‫ی‬‫مجاز‬ .4‫بات‬‫و‬‫ر‬(‫و‬‫هر‬‫ر‬)‫بردهای‬‫ر‬‫کا‬‫در‬‫عملکرد‬‫دو‬‫سویه‬ ‫برد‬‫ر‬‫کا‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬‫ا‬‫ر‬‫بات‬‫و‬‫ر‬‫یم‬‫ر‬‫دا‬‫قصد‬‫ه‬‫ژ‬‫و‬‫پر‬‫این‬ ‫در‬‫ما‬1‫نماییم‬‫ل‬‫کنتر‬‫پسیو‬‫محیط‬ ‫در‬. ‫پسیو‬ ‫محیط‬ ‫اکتیو‬ ‫محیط‬ ‫مقدمه‬ ‫بازوی‬ ‫حرکت‬ ‫سینماتیک‬ ‫انسان‬ ‫روبات‬‫سینماتیکی‬‫تحلیل‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬‫شبیه‬‫و‬‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬‫نتیجه‬ 3/45
  4. 4. ‫ساخت‬‫ا‬‫ر‬‫جی‬‫ر‬‫خا‬‫اسکلت‬‫باتهای‬‫و‬‫ر‬ ‫توان‬‫می‬‫مختلفی‬‫های‬‫ش‬‫و‬‫ر‬‫به‬.‫ب‬‫اینجا‬ ‫در‬ ‫ما‬ ‫که‬‫دو‬ ‫ه‬ ‫یم‬‫ز‬‫پردا‬‫می‬‫آنها‬‫از‬‫د‬‫ر‬‫مو‬. .1‫معمولی‬ ‫ساختار‬ ‫با‬ ‫و‬‫باز‬ ‫بات‬‫و‬‫ر‬(‫ند‬‫ر‬‫دا‬‫ار‬‫ر‬‫ق‬ ‫ها‬ ‫لینک‬ ‫در‬ ‫ها‬‫ر‬‫موتو‬) .2‫کابلی‬ ‫ساختار‬ ‫با‬ ‫و‬‫باز‬ ‫بات‬‫و‬‫ر‬ ‫مقدمه‬ ‫یاد‬‫ز‬ ‫ی‬ ‫اینرس‬ ‫یاد‬‫ز‬ ‫لقی‬ ‫ساده‬ ‫ل‬‫کنتر‬ ‫کم‬‫ی‬ ‫اینرس‬ ‫کم‬ ‫لقی‬ ‫پیچیده‬‫ل‬‫کنتر‬ ‫مقدمه‬ ‫بازوی‬ ‫حرکت‬ ‫سینماتیک‬ ‫انسان‬ ‫روبات‬‫سینماتیکی‬‫تحلیل‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬‫شبیه‬‫و‬‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬‫نتیجه‬ 4/45
  5. 5. .1‫عمومی‬‫حرکات‬:‫انسان‬‫ی‬‫و‬‫باز‬ ‫که‬ ‫است‬‫حرکاتی‬ ‫تمامی‬ ‫شامل‬(‫ایستاده‬ ‫حالت‬‫در‬)‫میتواند‬‫انجام‬ ‫دهد‬.‫و‬‫نج‬‫ر‬‫آ‬ ‫انبساط‬ ‫مانند‬... .2‫انه‬‫ز‬‫و‬‫ر‬‫فعالیتهای‬:‫انجام‬ ‫ا‬‫ر‬‫آنها‬‫ز‬‫و‬‫ر‬ ‫طی‬‫در‬‫فرد‬ ‫یک‬ ‫که‬ ‫است‬‫حرکاتی‬ ‫تمامی‬ ‫شامل‬‫ده‬‫می‬‫د‬‫مانند‬ ‫و‬‫دن‬‫ر‬‫خو‬ ‫غذا‬... ‫بات‬‫و‬‫ر‬‫عمومی‬‫حرکات‬ ‫به‬‫فقط‬ ‫ما‬‫اینجا‬‫در‬‫ل‬‫کنتر‬‫و‬‫پرداخته‬‫نماییم‬‫می‬. ‫سینماتیک‬‫حرکت‬‫انسان‬ ‫ی‬‫و‬‫باز‬ ‫مقدمه‬ ‫بازو‬ ‫حرکت‬ ‫سینماتیک‬‫ی‬ ‫انسان‬ ‫روبات‬‫سینماتیکی‬‫تحلیل‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬‫شبیه‬‫و‬‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬‫نتیجه‬ 5/45
  6. 6. 1-‫ر‬‫دو‬‫بدن‬ ‫ر‬‫محو‬‫از‬‫شانه‬ ‫کردن‬ ‫نزدیک‬‫و‬ ‫کردن‬ ‫است‬ ‫ایستاده‬ ‫که‬ ‫هنگامی‬ ‫انسان‬ ‫ی‬‫و‬‫باز‬‫عمومی‬ ‫حرکات‬. ‫مقدمه‬ ‫بازو‬ ‫حرکت‬ ‫سینماتیک‬‫ی‬ ‫انسان‬ ‫روبات‬‫سینماتیکی‬‫تحلیل‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬‫شبیه‬‫و‬‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬‫نتیجه‬ 6/45 Shoulder adduction/abduction
  7. 7. 2-‫انتقباض‬‫و‬ ‫انبساط‬‫شانه‬ ‫مقدمه‬ ‫بازو‬ ‫حرکت‬ ‫سینماتیک‬‫ی‬ ‫انسان‬ ‫روبات‬‫سینماتیکی‬‫تحلیل‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬‫شبیه‬‫و‬‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬‫نتیجه‬ 7/45 Shoulder flexion/extension
  8. 8. 3-‫و‬ ‫داخل‬ ‫به‬ ‫شانه‬ ‫چرخش‬‫خارج‬ ‫مقدمه‬ ‫بازو‬ ‫حرکت‬ ‫سینماتیک‬‫ی‬ ‫انسان‬ ‫روبات‬‫سینماتیکی‬‫تحلیل‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬‫شبیه‬‫و‬‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬‫نتیجه‬ 8/45 Shoulder interior/exterior rotation
  9. 9. 4-‫نج‬‫ر‬‫آ‬‫انقباض‬‫و‬ ‫انبساط‬ 9/45 Elbow flexion/extension
  10. 10. 5-‫چرخش‬‫نج‬‫ر‬‫آ‬ ‫مقدمه‬ ‫بازو‬ ‫حرکت‬ ‫سینماتیک‬‫ی‬ ‫انسان‬ ‫روبات‬‫سینماتیکی‬‫تحلیل‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬‫شبیه‬‫و‬‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬‫نتیجه‬ 10/45 Elbow rotation (supination/pronation)
  11. 11. 6-‫وضعی‬ ‫حرکت‬‫مچ‬ ‫مقدمه‬ ‫بازو‬ ‫حرکت‬ ‫سینماتیک‬‫ی‬ ‫انسان‬ ‫روبات‬‫سینماتیکی‬‫تحلیل‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬‫شبیه‬‫و‬‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬‫نتیجه‬ 11/45 Wrist ulnar/radial deviation
  12. 12. 7-‫انقباض‬‫و‬ ‫انبساط‬‫مچ‬ ‫مقدمه‬ ‫بازو‬ ‫حرکت‬ ‫سینماتیک‬‫ی‬ ‫انسان‬ ‫روبات‬‫سینماتیکی‬‫تحلیل‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬‫شبیه‬‫و‬‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬‫نتیجه‬ 12/45 Wrist flexion/extension
  13. 13. 8-‫افقی‬ ‫انقباض‬‫و‬ ‫انبساط‬‫شانه‬ ‫مقدمه‬ ‫بازو‬ ‫حرکت‬ ‫سینماتیک‬‫ی‬ ‫انسان‬ ‫روبات‬‫سینماتیکی‬‫تحلیل‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬‫شبیه‬‫و‬‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬‫نتیجه‬ 13/45 Shoulder horizontal abduction/adduction
  14. 14. 9-‫شانه‬ ‫کامل‬ ‫چرخش‬ ‫مقدمه‬ ‫بازو‬ ‫حرکت‬ ‫سینماتیک‬‫ی‬ ‫انسان‬ ‫روبات‬‫سینماتیکی‬‫تحلیل‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬‫شبیه‬‫و‬‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬‫نتیجه‬ 14/45 Full-range shoulder free motion
  15. 15. ‫باتهای‬‫و‬‫ر‬‫اسکلت‬‫جی‬‫ر‬‫خا‬‫به‬‫دو‬‫نوع‬‫پایه‬‫ثابت‬‫و‬‫پایه‬‫متحرک‬‫بند‬‫تقسیم‬‫ی‬‫شوندکه‬‫می‬ ‫ما‬‫در‬‫اینجا‬‫نوع‬‫پایه‬‫ثابت‬‫آن‬‫ا‬‫ر‬‫ی‬ ‫س‬‫ر‬‫بر‬‫ایم‬‫کرده‬. ‫ب‬ ‫حداقل‬ ‫نماید‬ ‫تقلید‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫انسان‬ ‫ی‬‫و‬‫باز‬ ‫حرکت‬ ‫بتواند‬ ‫بات‬‫و‬‫ر‬ ‫این‬ ‫اینکه‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬‫اید‬7‫جه‬‫ر‬‫د‬ ‫داشته‬ ‫ادی‬‫ز‬‫آ‬‫باشد‬.‫جه‬‫ر‬‫د‬ ‫یک‬ ‫یعنی‬ ‫یم‬‫ر‬‫دا‬ ‫اضافی‬. ‫بات‬‫و‬‫ر‬ ‫سینماتیکی‬ ‫تحلیل‬7‫جی‬‫ر‬‫خا‬ ‫اسکلت‬‫ادی‬‫ز‬‫آ‬ ‫جه‬‫ر‬‫د‬ ‫مقدمه‬ ‫بازوی‬ ‫حرکت‬‫سینماتیک‬ ‫انسان‬ ‫سینماتیکی‬ ‫تحلیل‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫و‬ ‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 15/45
  16. 16. ‫می‬ ‫اتفاق‬ ‫حالت‬ ‫دو‬‫در‬ ‫تکینی‬ ‫کلی‬‫حالت‬ ‫در‬‫افتد‬ .1‫تکینی‬‫در‬‫های‬‫ز‬‫مر‬‫ی‬‫کار‬:‫در‬‫این‬‫حالت‬‫بات‬‫و‬‫ر‬‫کامال‬‫کشیده‬‫است‬‫و‬‫یا‬‫به‬‫سمت‬‫عقب‬ ‫خم‬‫شده‬‫است‬ .2‫تکینی‬‫در‬‫نقاط‬‫داخلی‬:‫در‬‫این‬‫حالت‬‫دو‬‫یا‬‫چند‬‫مفصل‬‫بات‬‫و‬‫ر‬‫در‬‫یک‬‫استا‬‫ر‬‫ق‬‫ار‬‫ر‬‫می‬ ‫گیرند‬ ‫ی‬ ‫س‬‫ر‬‫بر‬‫تکینی‬ ‫مشکل‬(singularity)‫بات‬‫و‬‫ر‬ ‫در‬ ‫مقدمه‬ ‫بازوی‬ ‫حرکت‬‫سینماتیک‬ ‫انسان‬ ‫سینماتیکی‬ ‫تحلیل‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫و‬ ‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 16/45
  17. 17. ‫غ‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬‫توانیم‬‫می‬ ‫اینجا‬‫در‬‫لبه‬‫ب‬‫و‬‫ر‬‫ی‬ ‫چرخش‬‫پایه‬‫ر‬‫محو‬‫بات‬‫و‬‫ر‬‫در‬ ‫تکینی‬‫وقوع‬‫بر‬‫مانند‬‫ا‬‫ر‬‫ات‬ ‫یر‬‫ز‬‫شکل‬‫تغییر‬‫نگردد‬‫تکینی‬‫ر‬‫دچا‬‫دیگر‬‫بات‬‫و‬‫ر‬‫تا‬‫دهیم‬. ‫شود‬‫می‬‫بات‬‫و‬‫ر‬‫سینماتیکی‬‫معادالت‬‫تحلیل‬‫شدن‬‫پیچیده‬‫باعث‬ ‫کار‬‫این‬. ‫تکینی‬ ‫مشکل‬ ‫حل‬(singularity)‫بات‬‫و‬‫ر‬ ‫در‬ ‫مقدمه‬ ‫بازوی‬ ‫حرکت‬‫سینماتیک‬ ‫انسان‬ ‫سینماتیکی‬ ‫تحلیل‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫و‬ ‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 17/45
  18. 18. ‫های‬ ‫امتر‬‫ر‬‫پا‬‫دن‬‫ر‬‫آو‬ ‫بدست‬D_H‫بات‬‫و‬‫ر‬ 1-‫اختصاص‬‫مفاصل‬‫از‬ ‫یک‬ ‫هر‬‫به‬ ‫مختصات‬‫های‬‫ر‬‫محو‬ ‫دهی‬ ‫مقدمه‬ ‫بازوی‬ ‫حرکت‬‫سینماتیک‬ ‫انسان‬ ‫سینماتیکی‬ ‫تحلیل‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫و‬ ‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 18/45
  19. 19. Position Shown θidiai-1αi-1i =0θ1θ10001 =-90θ2θ200+902 =0θ3θ3- UL0-903 =+90θ4θ400+904 =+90θ5θ5-FL0-905 =-90θ6θ600+906 =0θ7θ700+907 -00HL08 ‫های‬ ‫امتر‬‫ر‬‫پا‬ ‫مختصات‬ ‫های‬‫ر‬‫محو‬‫دهی‬ ‫اختصاص‬‫نحوه‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬D_H ‫آیند‬‫می‬‫در‬ ‫یر‬‫ز‬ ‫ت‬‫ر‬‫صو‬‫به‬ αi:‫اویه‬‫ز‬‫بین‬Zi‫و‬Zi+1‫در‬‫جهت‬ Xi‫می‬‫باشد‬. ai:‫فاصله‬‫بین‬Zi‫و‬Zi+1‫در‬‫استای‬‫ر‬ Xi‫می‬‫باشد‬. di:‫فاصله‬‫بین‬Xi-1‫و‬Xi‫در‬‫استای‬‫ر‬ Zi‫می‬‫باشد‬. θi:‫اویه‬‫ز‬‫بین‬Xi-1‫و‬Xi‫در‬‫استای‬‫ر‬ Zi‫می‬‫باشد‬. ‫مقدمه‬ ‫بازوی‬ ‫حرکت‬‫سینماتیک‬ ‫انسان‬ ‫سینماتیکی‬ ‫تحلیل‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫و‬ ‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 19/45
  20. 20. ‫حرکات‬ ‫از‬ ‫یک‬ ‫هر‬‫به‬‫مربوط‬ ‫امترهای‬‫ر‬‫پا‬9‫انسان‬ ‫بدن‬ ‫گانه‬ ‫مقدمه‬ ‫بازوی‬ ‫حرکت‬‫سینماتیک‬ ‫انسان‬ ‫سینماتیکی‬ ‫تحلیل‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫و‬ ‫سازی‬‫پیاده‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 20/45 θ7θ6θ5θ4θ3θ2θ1MotionI 0-90000-900, 180 Shoulder abduction adduction 1 0-90000−140,900 Shoulder flexion extension 2 0-90+90+90−90, 90-900 Shoulder interior/ exterior rotation 3 0-9000,120000 Elbow flexion extension 4 0-90(0,180)900-900 Elbow supination pronation 5 0−140, −7090900-900 Wrist ulnar radial rotation 6 (−90,70)-9090900-900 Wrist flexion extension 7 0-90000−50,13590 Shoulder horizontal abduction adduction 8 0-900000,36030 Full-range shoulder free motion 9
  21. 21. ‫موقعیت‬‫مرکز‬‫جرم‬‫های‬‫روبات‬ ‫در‬‫اینجا‬‫برای‬‫حل‬‫معادالت‬‫دینامیکی‬‫از‬ ‫روش‬‫الگرانژ‬‫استفاده‬‫ایم‬‫کرده‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬‫روبات‬ ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫بازوی‬ ‫حرکت‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫شبیه‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫پیاده‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 21/45
  22. 22. ‫انسان‬ ‫یک‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫و‬‫باز‬ ‫دینامیکی‬ ‫امترهای‬‫ر‬‫پا‬75‫قد‬ ‫با‬ ‫کیلوگرمی‬175‫به‬ ‫متر‬‫سانتی‬ ‫ل‬‫جدو‬ ‫ت‬‫ر‬‫صو‬‫یر‬‫ز‬‫می‬‫باشد‬ ‫انسان‬ ‫دست‬ ‫دینامیکی‬ ‫امترهای‬‫ر‬‫پا‬ 22/45 ‫ردیف‬ ‫بخش‬‫وزن‬‫طول‬ ‫مرک‬ ‫فاصله‬‫ز‬ ‫از‬ ‫جرم‬ ‫مفصل‬ 𝒓 𝒙𝒙𝒓 𝒚𝒚𝒓 𝒛𝒛 1‫بازو‬2kg UL57% UL28.5% UL26.9% UL15.8% UL 0.245m0.1390.07230.06590.0387 2‫ساعد‬1.18kg UF45.59%UF27.6% UF26.5% UF12.1% UF 0.251m0.1140.06920.06650.0301 3‫دست‬445gr UH79%UH62.8% UH51.3% UH10.1% UH 0.190m0.1500.1190.09740.0191 ‫مقدمه‬ ‫حرکت‬‫سینماتیک‬ ‫انسان‬‫بازوی‬ ‫سینماتیکی‬‫تحلیل‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬‫و‬ ‫سازی‬ ‫پیاده‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬
  23. 23.       0 0 1 2 3 0 0 1 2 3 0 0 1 2 3 4 5 0 0 1 2 3 4 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 1 2 3 4 5 6 7 U U U U F F F F H H H H d P T T T P V P dt d P T T T T T P V P dt d P T T T T T T T P V P dt          0 0 0 0 0 01 2 T T T tr U U U F F F H H HT M V V M V V M V V      23/45 ‫تقسیم‬‫بخش‬‫دو‬‫به‬‫بات‬‫و‬‫ر‬‫ی‬ ‫جنبش‬ ‫ی‬‫ژ‬‫انر‬‫شو‬‫می‬‫د‬ ‫ی‬‫ژ‬‫انر‬‫بات‬‫و‬‫ر‬ ‫انتقالی‬ ‫ی‬ ‫جنبش‬ ‫ی‬‫ژ‬‫انر‬‫بات‬‫و‬‫ر‬ ‫انی‬‫ر‬‫دو‬ ‫ی‬ ‫جنبش‬ ‫بات‬‫و‬‫ر‬ ‫انتقالی‬ ‫ی‬ ‫جنبش‬ ‫ی‬‫ژ‬‫انر‬‫دن‬‫ر‬‫آو‬ ‫بدست‬
  24. 24. ‫دن‬‫ر‬‫آو‬ ‫بدست‬‫ی‬ ‫جنبش‬ ‫ی‬‫ژ‬‫انر‬‫انی‬‫ر‬‫دو‬‫بات‬‫و‬‫ر‬ 0 0 0 3 0 1 2 3 1 0 2 2 2 3 3 3 0,ˆ ˆ ˆ U U U U Uk R k R k R                 r r r r & & & 0 0 5 0 1 5 1 0 5 5 5 0,ˆˆ F F F F Fk R k R             r r r & & 0 0 7 0 1 7 1 0 7 7 7 0,ˆˆ H H H H Hk R k R             r r r & & 1 2 T T T U U F F H H ro U U U F F F H H HT            I I I 24/45
  25. 25. ‫انرژی‬‫پتانسیل‬‫سیستم‬‫تنها‬‫شامل‬‫بخش‬ ‫گرانشی‬‫است‬‫که‬‫تابع‬‫ارتفاع‬‫عضو‬‫از‬‫سطح‬ ‫زمین‬‫باشد‬‫می‬. ‫بنابراین‬‫برای‬‫انرژی‬‫پتانسیل‬‫داریم‬: ‫که‬‫منظور‬‫از‬‫مولفه‬‫عبارت‬ ‫است‬. ‫ا‬‫نرژی‬‫روبات‬ ‫پتانسیل‬  0 0 0 , , ,U U X F F X H H XU g M P M P M P      0 ,U XP0x0 UP 25/45 ‫انرژی‬‫پتانسیل‬‫سیستم‬‫تنها‬‫شامل‬‫بخش‬ ‫گرانشی‬‫است‬‫که‬‫تابع‬‫ارتفاع‬‫عضو‬‫از‬‫سطح‬ ‫زمین‬‫باشد‬‫می‬. ‫بنابراین‬‫برای‬‫انرژی‬‫پتانسیل‬‫داریم‬:
  26. 26. ،‫پتانسیل‬‫و‬ ‫ی‬ ‫جنبش‬ ‫ی‬‫ژ‬‫انر‬ ‫ات‬‫ر‬‫عبا‬ ‫اج‬‫ر‬‫استخ‬‫با‬‫انژین‬‫ر‬‫الگ‬‫و‬ ‫سیستم‬‫معادال‬‫ت‬‫حرکتی‬ ‫ت‬‫ر‬‫بصو‬‫بدست‬ ‫یر‬‫ز‬‫آیند‬‫می‬. ‫بدست‬‫معادله‬‫دن‬‫ر‬‫آو‬‫انژ‬‫ر‬‫الگ‬ tr roL T U T T U                  1 2 3 4 5 6 7, , , , , , , Td L L u q t t t t t t t dt q q                    & ‫مقدمه‬ ‫حرکت‬‫سینماتیک‬ ‫انسان‬‫بازوی‬ ‫سینماتیکی‬‫تحلیل‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬‫و‬ ‫سازی‬ ‫پیاده‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 26/45
  27. 27. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 17/45 ‫سازی‬ ‫پیاده‬‫معادالت‬‫در‬Simulink/ matlab
  28. 28. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 28/45 ‫مقدار‬ ‫و‬ ‫اولیه‬ ‫مقدار‬ ‫مولد‬ ‫روبات‬ ‫مرجع‬
  29. 29. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ ‫روبات‬ ‫کنترلی‬ ‫سیستم‬ ‫زیر‬ 29/45
  30. 30. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 30/45 ‫روبات‬ ‫خطی‬ ‫کنترل‬
  31. 31. ‫صورت‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫روبات‬ ‫بتوانیم‬ ‫اینکه‬ ‫برای‬ ‫ما‬‫دینامیک‬‫معکوس‬ ‫نماییم‬ ‫کنترل‬.‫معادله‬ ‫در‬ ‫باید‬‫یک‬ ‫زیر‬‫قانون‬‫فیدبک‬ ‫کنترلی‬‫غیرخطی‬(u)‫بیابیم‬‫سیستم‬ ‫شدن‬ ‫خطی‬ ‫باعث‬ ‫که‬‫شود‬. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 31/45 ‫کنترل‬(‫دینامیک‬‫معکوس‬)‫روبات‬ (q,q)q (q)M C G uq   & &&& 1 1 ( , , ) (q ( ) ( ) 0 ( ) ( ) ( ) 0 0 ,q)q (q) a a a q d D d p d d D d p d D p D q q p q q K q q K q q M q q K q q K q q Me K e K u f q e e M q t C G M M K e M K e                          && && & & && && & & && & & & & && &
  32. 32. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 32/45 ‫کنترل‬(‫دینامیک‬‫معکوس‬)‫روبات‬ •‫سیستم‬ ‫زیر‬tracking part:‫برای‬ ‫را‬ ‫شتاب‬ ‫بخش‬ ‫این‬ ‫کند‬ ‫می‬ ‫تولید‬ ‫ما‬. ( ) ( )a d D d pq dMq K q q K q q    && & &
  33. 33. ‫می‬ ‫را‬ ‫روبات‬ ‫دینامیکی‬ ‫معادالت‬ ‫خطی‬ ‫غیر‬ ‫قسمت‬ ‫سیستم‬ ‫زیر‬ ‫این‬ ‫سازد‬. q:‫پارمترهای‬‫باشند‬ ‫می‬ ‫مفاصل‬ ‫به‬ ‫مربوط‬ :‫باشد‬ ‫می‬ ‫مفاصل‬ ‫سرعت‬. H:‫خطی‬ ‫غیر‬ ‫بخش‬‫معادالت‬‫دینامیکی‬‫باشد‬ ‫می‬ ‫روبات‬. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 33/45 ‫زیر‬‫سیستم‬feedbak linearizer q& 𝐻 = 𝐶 𝑞, 𝑞 𝑞 + 𝑔 𝑞
  34. 34. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 34/45 ‫زیر‬‫سیستم‬‫دینامیکی‬‫روبات‬
  35. 35. ‫مفاصل‬ ‫های‬ ‫زاویه‬ ‫گرفتن‬ ‫با‬ ‫سیستم‬ ‫زیر‬ ‫این‬ ‫بازو‬ ‫موقعیت‬,‫می‬ ‫ما‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫انگشتان‬ ‫نوک‬ ‫و‬ ‫مچ‬ ‫دهد‬ ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 35/45 ‫زیر‬‫سرعت‬ ‫و‬ ‫موقعیت‬ ‫سیستم‬ ‫روبات‬ ‫زیر‬‫چرخش‬ ‫های‬ ‫زاویه‬ ‫سیستم‬ ‫روبات‬ ‫زاویه‬ ‫مفاصل‬ ‫های‬ ‫زاویه‬ ‫گرفتن‬ ‫با‬ ‫سیستم‬ ‫زیر‬ ‫این‬ ‫های‬ ‫بازو‬ ‫چرخش‬,‫دهد‬ ‫می‬ ‫ما‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫انگشتان‬ ‫نوک‬ ‫و‬ ‫مچ‬.
  36. 36. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 36/45 ‫شبیه‬‫سازی‬‫حرکت‬Shoulder adduction/abduction X0 : parallel to neck Y0 : toward heart Z0 : toward back
  37. 37. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 37/45 ‫شبیه‬‫سازی‬‫حرکت‬Shoulder flexion/extension X0 : parallel to neck Y0 : toward heart Z0 : toward back
  38. 38. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 38/45 ‫شبیه‬‫سازی‬‫حرکت‬Shoulder interior/exterior rotation X0 : parallel to neck Y0 : toward heart Z0 : toward back
  39. 39. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 39/45 ‫شبیه‬‫سازی‬‫حرکت‬Elbow flexion/extension X0 : parallel to neck Y0 : toward heart Z0 : toward back
  40. 40. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 40/45 ‫شبیه‬‫سازی‬‫حرکت‬Elbow rotation (supination/pronation) X0 : parallel to neck Y0 : toward heart Z0 : toward back
  41. 41. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 41/45 ‫شبیه‬‫سازی‬‫حرکت‬Wrist ulnar/radial deviationX0 : parallel to neck Y0 : toward heart Z0 : toward back
  42. 42. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 42/45 ‫شبیه‬‫سازی‬‫حرکت‬Wrist flexion/extension X0 : parallel to neck Y0 : toward heart Z0 : toward back
  43. 43. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 43/45 ‫شبیه‬‫سازی‬‫حرکت‬Shoulder horizontal flexion/extension X0 : parallel to neck Y0 : toward heart Z0 : toward back
  44. 44. ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫سازی‬ ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ 44/45 ‫شبیه‬‫سازی‬‫حرکت‬Shoulder Full range rotation X0 : parallel to neck Y0 : toward heart Z0 : toward back
  45. 45. ‫گیری‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬‫این‬‫پروژه‬‫سازی‬‫شبیه‬‫حرکات‬‫عمومی‬‫دست‬‫انسان‬ ‫توسط‬‫یک‬‫روبات‬۷‫درجه‬‫آزادی‬‫مورد‬‫بررسی‬‫قرار‬ ‫گرفت‬. .‫نتایج‬‫حاصل‬‫نشان‬‫دادند‬‫که‬‫روبات‬7‫درجه‬ ‫آزادی‬‫پیشنهادی‬‫به‬‫عنوان‬‫اسکلت‬‫خارجی‬‫دست‬ ‫انسان‬‫قابلیت‬‫انجام‬‫حرکات‬‫عمومی‬‫دست‬‫را‬‫بخوبی‬ ‫دارد‬. ‫ها‬‫سازی‬‫شبیه‬‫حاکی‬‫از‬‫عبور‬‫روبات‬‫از‬‫نقاط‬ ‫تکینگی‬(‫یا‬‫خیلی‬‫نزدیک‬‫به‬‫تکینگی‬)‫است‬‫که‬‫برای‬ ‫پرهیز‬‫از‬‫آنها‬‫بایست‬‫می‬‫به‬‫هایی‬‫ترفند‬‫مانند‬ ‫آفست‬‫دادن‬‫به‬‫زوایای‬‫مفاصل‬‫برای‬‫قرار‬‫دادن‬ ‫نقطه‬‫تکینگی‬‫در‬‫خارج‬‫از‬‫محدوده‬‫حرکتی‬‫دست‬ ‫مقدمه‬ ‫سینماتیک‬ ‫حرکت‬ ‫بازوی‬ ‫انسان‬ ‫تحلیل‬ ‫سینماتیکی‬ ‫روبات‬ ‫مدلسازی‬ ‫دینامیکی‬ ‫روبات‬ ‫پیاده‬‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫و‬ ‫سازی‬ ‫نتیجه‬ ‫گیری‬ 45/45

×