طراحی و ساخت ربات موازی چهار شاخه با فضای کاری عاری از تکینگی با استفاده از الگوریتم زنبورعسل با هوش ازدحامی

در این مقاله ربات موازی چهار درجه آزادی چهار شاخه شبیه‌سازی می‌شود. ابتدا مدل ریاضی که بر اساس آن ربات موازی چهار شاخه مدل شده نشان داده‌شده و سپس بهینه‌سازی این ربات موازی بر اساس فضای کاری عاری از تکینگی سینماتیکی مرتبه دوم انجام می‌شود. نوآوری این مقاله در استفاده از دو الگوریتم جستجوی سراسری برای یافتن فضای کاری عاری از تکینگی است. ابتدا مسئله برای الگوریتم زنبورعسل مصنوعی حل‌شده و سپس این روش با روش هوش ازدحامی ذرات مقایسه می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که با هر دو روش می‌توان پارامترهای طراحی ربات را به دست آورد، درحالی‌که از پیچیدگی‌هایی که از ویژگی ذاتی این نوع بهینه‌سازی است پرهیز کرد. مقایسه دو الگوریتم جستجو نشان‌دهنده آن است که روش هوش ازدحامی ذرات سریع‌تر از الگوریتم کلونی زنبورعسل عمل می‌کند. فضای جستجو برای این الگوریتم‌ها حجمی متشکل از سطحی به ابعاد 500 mm در 500 mmاست که در راستای عمود از ارتفاع 500 mm تا 1000 mm تغییر می‌کند. همچنین از نکات مهم این مقاله دوران مجری نهایی حول محور عمود تا 90 درجه چرخش است که قابلیت مهمی در ساختار و انعطاف عملکردی ربات دارد. پس از شبیه‌سازی، ربات موازی به کمک نرم‌افزار طراحی سه‌بعدی مدل می‌شود. درنهایت ربات موازی چهار شاخه طراحی‌شده در آزمایشگاه تعامل انسان و ربات دانشگاه تهران ساخته‌شده است.

Optimal design and fabrication of a 4DOF quattrotaar parallel robot with singularityfree workspace by ABC and PSO algorithms

Simulation of the four degree of freedom parallel robot (Quattrotaar) is subjective of this paper. The mathematical model of the parallel robot is obtained too. The workspace is optimized for Nonsingular kinematic type2. Artificial Bees Colony algorithm and Particle Swarm Optimization algorithm as overall exploring algorithms are implemented and the results are compared to each other. Neglect of any intrinsic complexity of the optimization problem the results show the capability of both methods for this robot parameters design. Comparison of the results indicates the Particle Swarm Optimization algorithm runs faster than Artificial Bees Colony algorithm. The exploring volume consists of a plan with 500 mm x 500 mm dimension which moves in a vertical direction from 500 mm to 1000 mm. One of the important hints of the paper is a 90degree rotation of end effector around vertical axis Z. This rotation is caused more flexibility and dexterity for the robot. A 3D model of Quattrotaar parallel robot is created by Computer Aided Design software and finally, Quattrotaar is fabricated in Human and Robot Interaction Laboratory (Taarlab)