مدل سازی دینامیکی کابل در ربات های کابلی

چکیده یکی از پرکاربردترین ابزارهایی که توسط انسان در بخش های مختلفی از زندگی مورد استفاده قرار می گیرد اجزای انعطاف پذیر، چون طناب می باشند. اختراع طناب به عنوان هفتمین اختراع بشر در دوران باستان به شمار می رود. مهمترین کاربرد این ابزار در آن دوران جابجایی اجسام سنگین بوده و با گسترش جوامع بشری و توسعه صنایع کاربردهای گسترده تری برای آن ایجاد گردیده است.متناسب با این کاربردها این ابزار نیز خود، دستخوش تحولات اساسی شده، به طوریکه امروزه شاهد به کارگیری انواع مختلف کابل های فولادی و مصنوعی در زندگی روزمره می باشیم . یکی از بخش های رو به رشد تکنولوژی در دنیای مدرن صنعت رباتیک می باشد که استفاده از این عضو ربات هایی با ساختاری متفاوت را وارد دنیای رباتیک نموده است که از آن جمله می توان به ربات های کابلی اشاره نمود. ربات-های کابلی دسته ای از ربات های موازی می باشند که در آن ها به جای استفاده از بازوهای صلب، کابل-هایی که توسط قرقره باز و بسته می شوند وظیفه جابجایی مجری نهایی را بر عهده دارند. ساختار موازی این ربات و استفاده از کابل در آن ها موجب پیچیدگی دینامیک حاکم بر این ربات ها شده است. در این پروژه هدف اصلی به دست آوردن یک مدل دینامیکی مناسب برای کابل در این دسته از ربات ها می باشد. در ابتدا مدلی از کابل بدون صرف نظر کردن از نیروهای برشی و خمشی به دست آمده که یک دستگاه معادلات دیفرانسیل پاره ای می باشد و با استفاده از روش اختلاف محدود حل این معادلات صورت گرفته است. با توجه به اینکه معادلات به دست آمده غیرخطی بوده و نیز کوپلینگ بین معادلات زیاد می باشد استفاده از این معادلات برای کاربردهای کنترلی امر مناسبی نمی باشد که بدین منظور یک مدل دینامیکی مناسب برای استفاده در کاربردهای کنترلی ارائه شده که میزان اختلاف مدل ارائه شده با مدل اصلی مورد بحث قرار می گیرد. در انتهای این پروژه برای راست آزمایی معادلات به دست آمده مجموعه ای برای تست طراحی و ساخته شده و صحت معادلات توسط آزمایشات تجربی نشان داده می شود. کلید واژه:ربات کابلی، ربات های موازی،دینامیک کابل، معادلات پاره ای، کنترل.