بهینه سازی همزمان منحنی محدب کف پا و سیکل راه رفتن در یک راه رونده دو پا با مچ بدون درجه آزادی اضافه
نویسندگان
1 هیأت علمی/ دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد
2 آزمایشگاه بیومکانیک و سیستمهای حرکتی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد
3 هیات علمی / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد
doi
10.22060/mej.2019.16121.6282چکیده
هندسه ناحیه تماس اندام حرکتی تحتانی با زمین اهمیت قابل توجهی در مشخصههای سیکل راهرفتن 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 متأثر 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.
