حل مسئله سینماتیک معکوس بازوهای بسیار-افزونه با عملگرهای ناپیوسته به روش جستجوی چند-بسته ای

بازوهای بسیار-افزونه، بازوهایی هستند که درجات آزادی آنها زیاد است و به واسطه این ویژگی میتوانند از موانع عبور کنند و چالاکی بیشتری داشته باشند. در اینجا منظور از این نام، به طور خاص، بازوهایی است که از چیدن چندین بسته بر روی هم به صورت سری و بر روی یک پایه ثابت، ایجاد می شوند. هر بسته خود یک مکانیزم سری یا موازی می باشد. عملگرهای ناپیوسته، عملگرهایی هستند که تنها در چند حالت محدود، قابل تحریک هستند. در کنترل این عملگرها، معمولاً نیازی به بازخورد نمی باشد و این ویژگی سبب سادگی در کنترل، ارزان بودن، دقت بالا و تکرار پذیری زیاد آنها می گردد. تا کنون روش های مختلفی برای حل مسئله سینماتیک معکوس بازوهای بسیار-افزونه با عملگرهای ناپیوسته ارائه شده است. در میان این روش ها، روش جستجوی جفت-جفت از لحاظ سرعت حل و خطا، بهتر عمل می کند. در این مقاله، این روش تعمیم داده می شود؛ به این ترتیب که در هر مرحله از جستجو، به جای اینکه لزوماً از دو بسته استفاده شود، از تعداد دلخواهی از بسته ها استفاده می گردد و تاثیر آن بر سرعت و دقت حل مورد بررسی قرار می گیرد. به این منظور، دو بازو، یکی صفحه ای و یکی فضایی معرفی می شوند و مسائل سینماتیک معکوس برای آنها حل گردیده و نتایج آنها مورد تحلیل و مقایسه قرار می گیرد.

solving inverse kinematics problem of discretely actuated hyper-redundant manipulators using multi-module searching method

the manipulators whose degrees of freedom are high are called “hyper-redundant manipulators”. high degrees of freedom make them dexterous and able to avoid the obstacles. here, the term hyper-redundant manipulator is used for the manipulators which are produced by cascading the serial or parallel mechanisms on top of each other, as modules. the discrete actuators can have a few stable states. these actuators usually need no feedback in their control. this causes them to have a simpler control, to be cheaper, more precise, and to improve the repeatability. so far, several methods have been proposed to solve inverse kinematics problem of discretely actuated hyper-redundant manipulators. the two-by-two searching method is better than the other methods in terms of cpu-time and error. in this paper, the mentioned method is generalized by choosing an arbitrary number of modules as pending modules in each step of searching, instead of necessary two. also, the effect of the number of pending modules on cpu-time and error is investigated. for this purpose, two planar and spatial manipulators are introduced to define the inverse kinematics problems and then the results are analyzed and compared.