طراحی مسیر بهینه با کمینه سازی زمان و انرژی برای یک ربات تنسگریتی

سیستم های تنسگریتی که به طور گسترده در طبیعت یافت می شوند، مزایای چشم گیری دارند. در این اواخر سیستم های تنسگریتی مورد توجه محققین در زمینه علوم رباتیک و مکانیزم ها قرار گرفته است و نمونه هایی از مکانیزم های تنسگریتی معرفی شده است. تحقیقات انجام شده در زمینه مکانیزم های تنسگریتی بسیار اندک و مبهم می باشد. در این پایان نامه، با بررسی ساختار مکانیزم-های تنسگریتی ارائه شده در دهه ی اخیر، یک مکانیزم تنسگریتی فضایی جدید پیشنهاد داده شد. مدل پیشنهاد شده یک مکانیزم تنسگریتی انعطاف پذیر یا سازگار شش درجه آزادی - سه درجه آزادی انتقالی و سه درجه آزادی دورانی - می باشد که بر اساس ربات موازی استوارت طراحی شده است. سه بازوی ربات استوارت با سه محرک فنری جایگزین شده است و در سه بازوی دیگر مکانیزم، پیستون محرک ها با سه فنر خطی بصورت سری متصل شده است. در این مدل، از محرک-های فنری استفاده شده است. این محرک ها شامل یک قسمت فنری و کابلی می باشند و بصورت سری به یکدیگر متصل شده اند. طول کابل قابل تغییر می باشد و توسط یک قرقره جمع می شود. این نوع از محرک ها می توانند جایگزین مناسبی برای بازو ها با مفصل منشوری باشند و در عین حال اینرسی مکانیزم را کاهش دهند. اما مهمترین عاملی که باید در نظر گرفته شود شرط کششی بودن این محرک ها است. این مکانیزم علاوه بر سبک بودن، در عین حال محکم و در مقایسه با سایر سیستم های مشابه دارای نسبت مقاومت به جرم استثنایی می باشند. در این پایان نامه، مسائل تحلیل سینواستاتیکی و تعادل استاتیکی مکانیزم مورد بررسی قرار می-گیرد و صحه گذاری سینواستاتیک معکوس و مستقیم مکانیزم با مثال های عددی انجام می پذیرد. معادلات دینامیکی مکانیزم پیشنهادی با استفاده از اصل کار مجازی بدست آورده می شود و حرکت مکانیزم همراه با سه مثال شبیه سازی می شود. نتایج شبیه سازی نشانگر کارایی مکانیزم های طراحی شده است. از آنجایی که این تحلیل ها در کلی ترین حالت می باشند می توان از آنها جهت الگویی برای تحلیل مکانیزم های مشابه استفاده نمود. در نهایت طراحی مسیر بهینه با کمینه سازی زمان و انرژی همراه با شبیه سازی برای مکانیزم مورد بررسی قرار می گیرد.