دینامیک و ارتعاشات ربات موازی 3-psp

چکیده در دهه¬های اخیر نگرش جدیدی در طراحی و ساخت بازوهای مکانیکی رخ داده است. این نگرش که کاهش هزینه¬های طراحی و ساخت و کاهش مصرف انرژی را دنبال می¬کند، به دنبال استفاده از لینک¬های انعطاف¬پذیر بجای لینک¬های صلب می¬باشد. از طرفی ربات¬های با وزن کمتر قابلیت حرکت با سرعت و شتاب¬های بالاتری را دارند. اما ربات¬ها در اثر این کاهش سفتی ارتعاش می¬کنند که باید بررسی شود. هدف کلی این پایان¬نامه، ارائه مدل تحلیلی و حل تحلیلی- تقریبی برای دینامیک و ارتعاشات ربات¬هایی است که لینک¬های انعطاف¬پذیر آنها مفصل کشویی داشته باشند. مدلسازی دینامیکی مکانیزم¬های انعطاف¬پذیری که در آنها بیش از یک مفصل کشویی فعال یا غیر فعال روی لینک¬های انعطاف¬پذیر بلغزند، با استفاده از روش¬های تحلیلی یا تحلیلی- تقریبی به ندرت انجام شده است. مدلسازی این نوع از مکانیزم¬ها حتی با استفاده از روش اجزاء محدود نیز کمتر مورد توجه قرار گرفته است. به خصوص در مورد ربات¬های موازی و حتی ربات¬های سری با چندین مفصل کشویی روی لینک¬های انعطاف¬پذیر گزارشی ارائه نشده است. لذا در این پایان¬نامه، در ابتدا ربات¬های ساده¬تر pp و pr-prp با یک مفصل کشویی روی یک لینک انعطاف¬پذیر ارائه می¬شود. سپس ربات¬های پیچیده¬تر 3-prp ، 3-psp و ppp با چندین مفصل کشویی و لینک انعطاف¬پذیر با استفاده از روش دینامیک مقید مدل می¬شوند. برای مدلسازی مفصل¬های کشویی، قیدهای هندسی که از ترم¬های مشتق اول و دوم بهره می¬برند برای توابع پیوسته مودشیپ نوشته می¬شوند. از این قیدها در روش¬های تحلیلی و به خصوص برای مکانیزم¬ها استفاده نشده است. علاوه بر این برای مدلسازی نقطه اتصال چندین زیرسازه تیرمانند، در حرکت¬های دو بعدی و سه بعدی قیدهای هندسی جدیدی ارائه می¬شوند. برای استفاده از قیدهای هندسی فوق روی توابع پیوسته و مشتق¬پذیر، روش مودهای فرضی معمولی به روش مودهای فرضی مقید توسعه داده می¬شود. انتخاب توابع مودشیپ مناسب برای روش حل مودهای فرضی مقید مورد بررسی قرار می¬گیرد. مدل¬های ارائه شده در این تحقیق اثر متقابل حرکت الاستیک و حرکت صلب ربات¬ها را در نظر می¬گیرند اما به جز برای ربات pp ، در ربات¬های دیگر فقط در حالت¬هایی حل می¬شوند که حرکت الاستیک بر حرکت صلب بی¬اثر است. علاوه بر پاسخ ارتعاشی، نیروهای قیدی و نیروهای راننده ربات¬ها نیز محاسبه می¬شوند. صحت مدل تحلیلی ارائه شده همراه با روش حل مودهای فرضی مقید در مقایسه با مدل اجزاء محدود مورد تأیید قرار می¬گیرند. واژه¬های کلیدی: لینک انعطاف¬پذیر، ربات موازی، ربات سری، مفصل کشویی، روش مودهای فرضی مقید.