应用FLOW-3D于膳食辅助机器人的轨迹规划设计（避免食物溢出）
作者： Yoshifumi Kuriyama, Ken'ichi Yano and Masafumi Hamaguchi
近年来，医疗辅助机器人的开发与设计成为一个重要的课题，本篇研究的重点，在于利用 CFD 计算流体力学配合最佳化设计，研究如何取得机器手臂在移动汤匙的过程中，不会造成流体溢出的运动轨迹。
初步设定及模拟比对
机器人本体由六个运动马达组成，每个马达的最大运动角素度如下表。
汤匙的规格如下图
在本研究中搭配使用的CFD软件为FLOW-3D，流体的体积为0.0047×10?3[m3]. 流体的物理性质如下表
FLOW-3D的网格尺寸及设定如下所示
在此研究中，汤匙沿着 Y 轴移动，下图表示其位移量及移动速度
下图则是以FLOW-3D进行模拟之分析结果以及实际机器手臂运动时流体的溅出状况
Part A.最佳化的设定流程
本研究的计算流程可以由下列流程图表示。因此首先必须先定义出相关的参数以及决定初始条件
研究中，移动路径是由速度曲线积分而得，如下图
速度曲线可大致分为三个区块，分别是加速区,等速区,以及减速区。而速度曲线可以用七个常数加以描述，如下之方程式
根据 t=0 时
根据 t=t1 时
前述之七个设计常数可为
当 t=t1 时
Part B.指定最佳化限制
- 最小移动速度不能够小于零。
- 每个马达的转动角速度不得大于马达规格。
- 移动过程中波溅出的水量必须小于零。
将上述评估方程式以程序计算
Part C.计算结果
Part D.分析结果与实验比对
本文出处：17th IEEE International Conference on Control Applications Part of 2008 IEEE Multi-conference on Systems and Control San Antonio , Texas , USA , September 3-5, 2008