هدف ما در این پایان نامه بکارگیری روش های بهینه سازی برای سنتز مکانیزم های صفحه ای می باشد. این فرآیند با الگوریتم particle swarm optimazation) )pso و تغییری که در محاسبه ی تابع هدف آن ایجاد نمودیم انجام می گیرد. بکارگیری این روش برای مکانیزم های چهار عضوی حل های دقیقی را به همراه خواهد داشت که قابل بسط برای سایر مکانیزم ها نیز می باشد. در محاسبه ی تابع هدف برای حداقل کردن خطا، برخلاف دیگران زوایای ورودی بعنوان پارامترهای طراحی در نظر گرفته نمی شوند، چون علاوه بر اینکه این تعداد متغیرهای طراحی به همراه پارامترهای هندسی مکانیزم هنگامی که تعداد نقاط طراحی ما زیاد باشد حجم زیادی از محاسبات را در پی خواهد داشت، جوابهای دقیقی را هم به همراه نخواهند داشت بنابراین با تقسیم بندی مسیر طی شده به تعداد معینی از نقاط و تعیین خطای بین هر یک از این نقاط و نقاط طراحی و تعیین حداقل خطا در هر تکرار ضمن پیدا کردن مسیر بهینه حجم عملیات را وقتی که تعداد نقاط طراحی ما زیاد هستند به شدت کاهش دادیم

مهم ترین دلیل استفاده از روبات های موازی دقت زیاد در عملکرد آن ها است. از طرفی یکی از مهم ترین عواملی که در عملکرد روبات ها باعث ایجاد خطا می شود، وجود لقی در مفاصل آن ها است. در نتیجه تأثیر لقی انواع مفاصل در دقت عملکرد روبات های موازی موضوع قابل اهمیتی است که محققان زیادی در این زمینه کار کرده اند. به دلیل رایج بودن استفاده از مفاصل لولائی و کشوئی اکثراً روی این مفاصل کار شده است. برای این بررسی در ابتدا باید ساختار استاتیکی روبات حل شود و سپس روابطی که برای تأثیر لقی است وارد محاسبات گردد. در کارهایی که تا کنون در این زمینه صورت گرفته است، به حل استاتیکی روبات بدون در نظر گرفتن نیروی وزن عضوها و همچنین بدون در نظر گرفتن تأثیرات دینامیکی پرداخته شده است. در این پایان نامه روبات تریسپت برای بررسی لقی انتخاب شده است و همچنین پس از به دست آوردن ساختار استاتیکی و حل آن تأثیر نیروی وزن عضوها و همچنین تأثیرات دینامیکی نیز در نظر گرفته شده است.

مکانیزم های چهار میله ای جزء دسته مکانیزم های ساده ولی مهم و کاربردی طبقه بندی می شوند. همچنین طراحی مکانیزم چهار میله ای تولید مسیر و تولید تابع نیز جزء مسایل مهم و سخت می باشند. در طراحی سینماتیکی، مکانیزم ها معمولاً از لحاظ هندسی ایده آل فرض می شوند و بدون لقی مفاصل مورد مطالعه و بررسی قرار داده می شوند. اما در عمل، لقی مفاصل برای مکانیزم به علت اجازه حرکت نسبی دو عضو متصل به هم لازم است. در گذشته، تحقیقات زیادی در مورد اثر لقی مفاصل صورت گرفته است، با این حال عیب های شاخه ای و مداری در طراحی مکانیزم تولید مسیر و تولید تابع در حضور لقی مورد بررسی قرار نگرفته است. دانش و اطلاعات در مورد عیوب ذکر شده، طراح را قادر می سازد که مکانیزم بدون عیبی طراحی کند. در این پایان نامه، طراحی مکانیزم چهار میله ای با در نظر گرفتن یک، دو، سه و تمام مفصل ها با لقی ارائه می شود. لقی مفصل به عنوان یک عضو مجازی در نظر گرفته می شود و جهت آن به وسیله جهت نیروهای مفصلی مشخص می شود. برنامه بهینه سازی اجتماع ذرات برای حل این مساله غیرخطی مقید مورد استفاده قرار گرفته می شود. تعدادی مثال از طراحی های بهینه برای موارد مختلف یعنی مکانیزم چهار میله ای با لقی در یک، دو، سه و تمام مفاصل و بدون لقی مفصل ارائه شده است. سرانجام، این طراحی های بهینه با حالت های واقعی مقایسه می شوند. نتایج طراحی ها به روشنی نشان می دهد که طراحی مکانیزم های چهار میله ای تولید مسیر و تولید تابع در حضور لقی منجر به نتایج دقیق تری می شوند.

در این پروژه سعی بر آن بوده تا با بررسی و تحلیل مکانیزم چهارمیله ای و چهار نوع از مکانیزم های شش میله ای، یک زانوی مصنوعی مناسب طراحی شود. بدین ترتیب، ابتدا طراحی سینماتیکی مکانیزم های زانوی فعال، با هدف رسیدن به حداکثر شباهت مسیر مچ پای نرمال انجام گرفته، سپس به طراحی دینامیکی مکانیزم های فوق با مفاصل صلب و با هدف تمرکز بر حصول حداقل گشتاور موتور پرداخته می شود. در ادامه و جهت تقلیل انرژی مصرفی مفاصل انعطاف پذیر جایگزین مفاصل صلب در مکانیزم ها شده و مجدداً عملکرد دینامیکی زانو ها مورد بررسی قرار می گیرد. سرانجام با مقایسه عملکرد سینماتیکی و دینامیکی پنج مکانیزم مذکور، مکانیزمی که بهترین عملکرد سینماتیکی و دینامیکی را به طور همزمان ارائه می دهد، به عنوان مکانیزم مطلوب انتخاب می شود. همچنین طراحی مکانیزم زانو ی پسیو (غیر فعال) که در آن مکانیزم زانو فاقد گشتاور موتور است، و تولید حرکت تنها از طریق نیرو و گشتاور مفصل ران در فرد معلول صورت می گیرد، نیز مورد بررسی و مطالعه قرار می گیرد. در اینجا نیز مکانیزمی که دارای عملکرد سینماتیکی مناسب، توام با حداقل گشتاور مفصل ران باشد، به عنوان مکانیزم زانوی بهینه تعیین می شود.

در این تحقیق به تأثیر مسیر حرکتی و حضور مفاصل فعال و غیر فعال در مسأله حداقل زمان حرکتی ربات همکار پرداخته می شود. بدین منظور ابتدا به بیان منطق حاکم بر الگوریتم های حداقل زمان پرداخته شده و نحوه بدست آوردن معادلات دینامیکی ربات و فرمول بندی این الگوریتم ها تشریح خواهد شد. نتایج عددی حل مسأله حداقل زمان برای یک ربات همکار ارائه خواهد شد. در ادامه به تأثیر مسیر بر روی سرعت حرکت، میزان مشارکت عملگرها و قابلیت ربات در حرکت با حداقل زمان پرداخته خواهد شد. در انتخاب مسیرها سعی گردیده است تا تنوع آن ها حفظ شود و حرکت ربات در مسیرهای متفاوت بررسی شود. دانستن این نکته که مسیر چه تأثیری می تواند در تحریک عملگرها و میزان فعالیت آن ها داشته باشد، نکته ای است که می تواند برای طراحان ربات ها مهم باشد. در پایان به بررسی تأثیر حضور عملگرهای غیر فعال در قابلیت ربات در حرکت در حداقل زمان پرداخته می شود. اینکه غیر فعال گشتن هر کدام از عملگرها به چه میزان موجب کاهش قابلیت های ربات می گردند، دلیل اصلی پرداختن به این موضوع می باشد. فرض می شود که ربات مورد تحقیق دارای سه عملگر غیرفعال می باشد. سعی می شود تا با استفاده از حداکثر قابلیت های عملگر فعال باقیمانده بتوان زمان حرکتی ربات را حداقل نمود. ربات مورد تحقیق در این پایان نامه، دو ربات همکار می باشد، که هرکدام از بازوها داری سه میله هستند. همچنین ربات دارای شش عملگر می باشد ربات مورد تحقیق یک مکانیزم صفحه ای سه درجه آزادی با سه درجه افزونگی عملگر می باشد.

در این پروژه از نوعی جدیدی از مفاصل تحت عنوان مفاصل انعطاف پذیر(کامپلینت) استفاده خواهد شد که شامل یک یا چند عضو انعطاف پذیر می باشند. به دلیل پیشرفته تر بودن این مفاصل، کاربردهای آنها روز به روز در حال گسترش است. در بسیاری از موارد، استفاده از این مفاصل مزیت های بسیاری مانند راحتی ساخت، کاهش قیمت ساخت، و دقت عملکرد بالا در پی دارد. یکی از مهم ترین کاربرد های این مفاصل که هدف اصلی این پروژه است، از بین بردن و یا کاهش لقی و اثرات مخرب آن می باشد. به دلیل اینکه مفاصل کاملاً کامپلینت دارای محدودیت های فراوانی هستند، در این رساله با ایده گرفتن از نحوه عملکرد این مفاصل، به معرفی یک مفصل جدید کامپلینت می پردازیم که اثرات لقی را کاهش می دهد و همچنین دارای محدودیت های کمتری نسبت به مفاصل کاملاً کامپلینت می باشد. برای درک مزیت های این مفصل پیشنهادی، آن را با مفصل معمولی مقایسه خواهیم کرد و نشان می دهیم مکانیزمی که از این مفصل استفاده می کند، نسبت به مکانیزمی با مفصل معمولی، رفتاری نزدیک تر به یک مکانیزم ایده آل دارد. در تحلیل این مفصل از روش المان محدود و بطور خاص از نرم افزار abaqus استفاده می شود.

امروزه کنترل ارتعاشات ناخواسته در سازه های عظیم و لوازم مکانیکی با کمترین هزینه ممکن از اهمیت بالایی برخوردار است. از کارآمدترین تجهیزاتی که برای این منظور استفاده می گردد، جاذب دینامیکی نام دارد. این وسیله یک زیرسیستم دینامیکی است که به مجموعه اصلی متصل گشته و نوسانات مخرب و نامطلوب آن را در یک محدوده فرکانسی تعدیل می نماید. در این پژوهش نحوه عملکرد پاندول جاذب دینامیکی به عنوان عضوی از این گروه بزرگ، بررسی شده است. این ابزار برخلاف جاذب های معمول از نیروی جاذبه زمین بجای نیروی الاستیک برای انجام وظایف خود بهره می برد. معادلات دینامیکی غیرخطی حاکم بر مسئله به ترتیب توسط روش های لاگرانژ و توازن هارمونیک استخراج و حل می گردد. روش حل مذکور تنها برای تحلیل پاسخ حالت ماندگار قابل استفاده بوده و در مورد پاسخ گذرا کارایی نخواهد داشت. عمل بهینه سازی به صورت عددی و برای یافتن جاذب مطلوب به منظور کنترل بهتر نوسانات زیرسیستم اولیه (اصلی) صورت می پذیرد. نشان داده می شود که حل مسئله با انجام عمل خطی سازی روی معادلات حاکم، علاوه بر ناتوانی در تخمین دقیق پاسخ مجموعه در هنگام افزایش دامنه نوسانات پاندول جاذب، قادر به دست یابی به تمامی پاسخ ها نیز نخواهد بود. اما در این تحقیق، جواب مسئله به دو دسته پاسخ اولیه (دائمی) و ثانویه (مقطعی) تقسیم بندی می شود. همچنین بیان می گردد که باوجود احتمال بسیار اندک رخداد پاسخ های ثانویه، مطالعه آن ها به دلیل تأثیرگذاری بر پاسخ اولیه از اهمیت بسزایی برخوردار است. به علاوه، کیفیت کار پاندول جاذب ارتعاش با طول متغیر و میرایی غیر خطی در کنار نتایج حاصل از آزمایش عملی مورد رسیدگی قرار می گیرد.

چکیده ندارد.