|
|
|
|
بهینه سازی همزمان منحنی محدب کف پا و سیکل راه رفتن در یک راه رونده دو پا با مچ بدون درجه آزادی اضافه
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
غفوری فاطمه ,هنرور محمد هادی ,جلیلی بهابادی محمد مهدی
|
|
منبع
|
مهندسي مكانيك اميركبير - 1399 - دوره : 52 - شماره : 12 - صفحه:3383 -3396
|
|
چکیده
|
هندسه ناحیه تماس اندام حرکتی تحتانی با زمین اهمیت قابل توجهی در مشخصه‌های سیکل راه رفتن دارد. در پژوهش حاضر، طراحی و تحلیل منحنی محدب کف پا در سیکل راه رفتن با هدف دستیابی به کمینه انرژی مصرفی در راهرفتن روی سطح افقی صورت گرفته است. به این منظور، مدل معروف جرم متمرکز با نقطه تماس ثابت به مدلی با نقطه تماس متحرک بر روی یک منحنی به نام منحنی کف پا و بدون درجه آزادی اضافه توسعه یافته است. با توجه به متاثر بودن سیکل راهرفتن بهینه از هندسه مدل، افزودن منحنی کف پا بازسازی سیکل راه رفتن را الزام می‌کند. در نتیجه در این پژوهش، بهینه‌سازی همزمان برای یافتن ترکیب بهینه منحنی محدب کف پا و سیکل راه رفتن انجام شده است. برای اجتناب از هزینه محاسباتی بسیار بزرگ برای حل عددی، متغیر طراحی از توابع پیوسته به برداری با بعد محدود کد شده و در دو حلقه تو در تو با روشهای ازدحام ذرات و تندترین کاهش حل شده است. قیود سینماتیک و الزامات مربوط به حرکت تکراری، پیوسته و متقارن استخراج شده و در روند بهینه‌سازی ارضا شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان داده است که اثر بهینه‌سازی همزمان هندسه و مسیر در تابع هزینه بسیار چشمگیر است.
|
|
کلیدواژه
|
سیکل راه رفتن، منحنی کف پا، مقدار مصرف انرژی، بهینه‌سازی
|
|
آدرس
|
دانشگاه یزد, دانشکده مهندسی مکانیک, ایران, دانشگاه یزد, دانشکده مهندسی مکانیک, ایران, دانشگاه یزد, دانشکده مهندسی مکانیک, ایران
|
|
پست الکترونیکی
|
jalili@yazd.ac.ir
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Simultaneous Optimization of a Convex Sole as a Foot and Hip Trajectory for a Biped Robot with an Ankle without an Additional Degree of Freedom
|
|
|
|
|
Authors
|
Ghafouri Fateme ,Honarvar Mohammad Hadi ,Jalili Bahabadi Mohammad Mahdi
|
|
Abstract
|
Foot geometry greatly affects gait characteristics and it determinants. This research deals with analyzing gait when footground contact occurs on a convex curve namely sole curve. Designing sole curve is also included in this work, targeting least energy consumption during walking on a flat ground. The famous point mass model has been improved to a model with a moving contact point on a convex sole without adding an extra degree of freedom. As the convex sole is added to the model, motion reconstruction is needed because of the effects of the model’s geometry on optimized gait cycle. Therefore, in this research, simultaneous optimization has been done to find the optimized sole shape and hip trajectory. To avoid high computational cost, optimization variables have been coded into vectors with limited dimensions and obtained by using particle swarm optimization and steepest descent algorithm together. Kinematic constraints and requirements of a continues, repetitive and symmetrical locomotion have been driven and satisfied during optimization. The results have been shown that optimization of the sole shape and hip trajectory has great effects on the cost function
|
|
Keywords
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|