دینامیک و کنترل یک ربات سریع با الگوی حرکتی چشم

ربات های موازی به دلیل ظرفیت بار به وزن بالا، پایین بودن اینرسی سیستم، سرعت و دقت بالا نسبت به ربات های سری کاربردهای روزافزونی درصنعت، پزشکی و توانبخشی یافته اند. لذا مسائل مربوط به تحلیل سینماتیکی و دینامیکی، فضای کاری و کنترل این ربات ها همواره مورد توجه بوده است. در این پژوهش، با هدف دستیابی به یک ساختار حرکتی سریع با الگوی حرکت چشم، به بررسی سینماتیک، سینیتیک و کنترل یک مکانیزم سه درجه آزادی موازی به نام چشم چابک پرداخته شده است. ابتدا به بررسی ساختارهای مختلف موجود می پردازیم. سپس مساله سینماتیک مستقیم و معکوس مورد بحث قرار می گیرد. در سینماتیک مستقیم به دلیل وجود معادلات غیرخطی و قیود هندسی با جواب های متعددی مواجه هستیم. محاسبه ماتریس ژاکوبین نه تنها نشان دهنده ی ارتباط بین سرعت متغیرهای مفصلی با سرعت های خطی و زاویه ای مجری نهایی می باشد، بلکه ماتریس تبدیل مورد نیاز برای یافتن نیروهای عملگری از روی نیروها و ممان های وارد بر مجری نهایی در فضای کاری را نیز در اختیار قرار می دهد. مدل سازی دینامیکی این ربات با استفاده از روش لاگرانژ انجام شده و از روش های سیستماتیک محاسبات برداری در نوشتن معادلات دینامیکی حرکت به فرم بسته و بهبود ویژگی های دینامیکی استفاده شده است. انتخاب الگوریتم کنترلی مبتنی بر حل دینامیک معکوس و طراحی کنترل کننده مدل مبنا جهت شبیه سازی عملکرد بازوی مکانیکی ماهر یکی از اهداف این پژوهش می باشد و پاسخ سیستم دینامیکی در تعقیب یک مسیر دلخواه و میزان خطای حاصل هنگام پیمودن این مسیر بررسی شده است. شایان ذکر است، دینامیک مورد استفاده شده در شبیه سازی ها، با استفاده از نرم افزار adams، صحه گذاری گشته و همچنین شبیه سازی های کنترلی در نرم افزار matlab simulink toolbox مدل گشته است و نتایج استخراجی از این شبیه سازی ها در شرایط اولیه و کاری مختلف مورد بررسی قرار گرفته و به نمایش در آمده است. همچنین ضمن بیان اصول طراحی به تشریح مراحل مختلف طراحی و ساخت اولیه مکانیزم انتخابی پرداخته شده است.