بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله نقش مهم ویسکوالاستیسیته عضلانی در کنترل پیشخور موقعیت بازوی ربات بر اساس مدل اسکلتی عضلانی را توصیف میکند. کنترلر پسخور حیوانات دارای تأخیر بسیار زیاد است، بنابراین، کنترلر پیشخور بهطور عمده در کنترل موتورهای محلی از حیوانات کمک میگیرد. ما بر روی توانایی کنترل ماهیچهای عضلات تمرکز میکنیم. عضله با توجه به سطح فعالسازی، دارای مقادیر ویسکوالاستیسیته متغیری میباشد. بر اساس جفت عضلانی میتوان کنترلری را با بلوک دیاگرام معادل، یعنی حاوی کنترلر مشتقی-انتگرالی ارائه کرد. کنترلر پیشنهادی ارائهشده بر اساس جفت عضلانی، توسط بازوی ربات ما که دارای یک مکانیسم بر اساس ماهیچه بازدارنده - مخالف - میباشد، بررسی قرار گرفته است.
-1 مقدمه
امروزه پژوهش و توسعه رباتهایی با شکل ظاهری حیوانات توسط محققین بسیاری انجام میشود. این رباتها حرکات حیوانات را تقلید میکنند ولی در تقلیدکردن محرکها و سیستم کنترلی حیوانات ناتوان میباشند. رباتهای سنتی محرکهایی دارند که فقط یک مفصل را میراند کهمعمولاً برای هر اتصال یک موتور الکترومغناطیسی چرخشی نصب میشود. از سوی دیگر حیوانات بهوسیله عضله بدن خود را حرکت میدهند. عضله یک نوع فعالکننده خطی است که ویسکوالاستیسیتی منحصربهفردی دارد. بعضی عضلات میتوانند دو یا تعداد بیشتری اتصال را برانند. در شکل 1، ساختار ساده شده برای مدل بازوی ربات سنتی و مدل بازوی حیوانات نشان داده شده است.
برای کنترل مکانیزمهای هر دو رباتهای سنتی و حیوانات، کنترل پسخور استفاده میشود. روش محاسبه گشتاور، یکی از مکانیزمهای رایج است که بهمنظور کنترل رباتهای سنتی استفاده میشود. بنابراین ، حیوانات باید مکانیسمی مشابه کنترل پسخور داشته باشند. حیوانات از چشمان اطلاعات بسیاری دریافت میکنند. در این مقاله، کنترل بازوی ربات پسخور مبتنی بر عضله بازدارنده - مخالف - 1 بیان میشود.
ویسکوالاستیسیته عضلات و آرایش عضلانی به کاهش اختلالات و ردیابی مسیر کمک میکند. نمودار مکانیزم و کنترل آن را رسم میکنیم. تحقیقات قبلی در مورد عضله دو مفصلی و عضلانی ویسکوالاستیسیته بوده است . ون و همکاران [1] نقش عضلات دو مفصلی را در پرش عمودی بررسی کردند. هوگان 2]و[3 پیشنهاد داد که عضلات دو مفصلی مخالف میتواند برای کنترل امپدانس مکانیکی استفاده شود. موسا آیولدی [4] بهصورت آزمایشگاهی با تغییر حالت بازوی انسان، تغییرات یک بیضی سختی2 را در نقطهای3 از ربات مورد بررسی قرار داد.
کوماموتو و همکاران [5] و اوشیما و همکاران [6]، مدلسازی پیشنهادی بازوها و پاهای انسان را با استفاده از دو جفت عضلات تک مفصلی مخالف و یک جفت عضلات دو مفصلی مخالف مورد بررسی قرار دادند. آنها نشان دادند که این مدل توانایی ضبط الگوهای EMG را در هنگام خروج نیروها از بازوها و پاهای انسان دارد. یوشیدا و توشیوکی [5] شبیهسازی دینامیکی ربات دو لینکی ماهیچهای بر اساس ماهیچه بازدارنده - مخالف - را انجام دادند. هدف انجام این تحقیق کنترل کردن ربات دو لینکی ماهیچهای خواهد بود.
-2 شبیهسازی ربات ماهیچهای
عضلات جفت مخالف را به این دلیل به وجود میآورند که نیرویی دوگانه در جهت مخالف پدید آورند. هر ماهیچه دارای خاصیت کشسان1 منحصربهفرد است. مدل ماهیچهای نشان داده شده در شکل 1 منطبق بر مدل ماهیچهای ایتو و تسوجی [7] میباشد که در آن نیروی خروجی F تابعی از نیروهای انقباضی میباشد.
