كنترل ربات كابلي موازي مقيد ناقص با كابل انعطاف پذير با 4 كابل براي دنبال كردن مسير

كارشناسي ارشد

چكيده ربات‌هاي كابلي مقيد ناقص به دليل عملكرد ساده‌تر و هزينه پايين‌تر نسبت به ربات هاي كاملا مقيد اخيراً بيشتر مورد توجه پژوهشگران قرارگرفته‌اند. مسئله‌ي اين‌گونه ربات‌ها تعداد پايين عملگر آن‌ها و كم قيد بودن آن‌هاست. كارهاي انجام شده در مورد اين ربات‌ها بيشتر شامل ربات‌هاي صفحه‌اي و جرم نقطه‌اي مي‌شود. همچنين در حالاتي كه ربات به صورت فضايي مورد بحث قرار مي‌گيرد، تمام درجات آزادي آن (علي‌الخصوص جهت عملگر نهايي در فضا) مورد بحث واقع نمي‌شود و يا اينكه تحليل‌ها به صورت شبه استاتيكي انجام مي‌شود. در اين رساله به بررسي رفتار ديناميكي و برنامه‌ريزي مسير براي ربات كابلي مقيد ناقص با 4 كابل براي حركت در فضا و بررسي موقعيت و جهت عملگر نهايي آن با 6 درجه آزادي پرداخته مي‌شود. با توجه به اينكه سينماتيك مستقيم در اين ربات‌ها جواب يكتا ندارد و لازم است براي بررسي آن تحليل نيرويي به صورت هم‌زمان انجام شود؛ در اين رساله به بررسي حركت‌هايي از ربات پرداخته مي‌شود كه از حالت تعادل استاتيكي و ديناميكي آغاز مي‌شوند. در اين صورت ربات در آغاز حركت كاملاً معين مي‌شود. سپس با استفاده از حل عددي سينماتيك معكوس زواياي قرقره‌ها براي حركت را به دست آمد و اين زوايا به عنوان ورودي سيستم ديناميكي به سيستم داده شد و حركت عملگر نهايي ربات با حركات مطلوب مقايسه شد. به منظور مثبت بودن كشش كابل‌ها نيروي وزن جسم را داريم كه درحركت‌هاي با شتاب اندك باعث در كشش ماندن كابل‌ها مي‌گردد. براي مدل‌سازي ديناميكي ربات از روش لاگرانژ استفاده‌شده و كابل به صورت فنر خطي مدل شده است. در كاربردهايي كه جرم كابل در برابر جرم عملگر نهايي قابل چشم‌پوشي است و براي جلوگيري از پيچيده شدن روابط، اين مدل مناسب به نظر مي‌رسد. نتايج نشان مي‌دهد كه ربات حركت‌هاي صفحه‌اي و فضايي را تا حدي مي‌تواند دنبال كند. گاهي افزايش و يا كاهش طول كابل‌ها به جاي تغيير موقعيت مجري نهايي جهت آن را تغيير مي‌دهد و اين مطلب به دليل مسئله‌ي كم عملگر بودن ربات است. واژه‌هاي كليدي: ربات كابلي مقيد ناقص، سينماتيك مستقيم، فنر خطي، سينماتيك معكوس

190404

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر اسماعيل خان ميرزا

مكاترونيك

دكتر اميرحسين دوايي مركزي