Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1394
2
1
gregorian
2015
5
1
15
3
online
1
fulltext
fa
محور آنی دوران مفصلهای خمشی و تحلیل سینماتیک سرعت میکروهگزاپاد با استفاده از تئوری پیچواره
Instantaneous Center of Rotation of Flexure Joints and Velocity Kinematic Analysis of Microhexapod Using Screw Theory
در این مقاله، ربات میکروهگزاپاد جهت بکارگیری به عنوان میکرومانیپولیتور معرفی میگردد. ابتدا به بررسی مکانیزم موازی هگزاپاد و تغییراتی که نیاز است در آن جهت افزایش دقت موقعیتدهی و حذف عواملی نظیر لقی و اصطکاک در مفصلها ایجاد شود، پرداخته میشود. برای این منظور پس از مقیاس نمودن هگزاپاد، مفصلهای کروی و یونیورسال با مفصلهای خمشی نوع میلهای در مکانیزم میکروهگزاپاد جایگزین میشود. سپس به بررسی درجات آزادی مفصلهای خمشی میلهای پرداخته شده وپس از آن محور آنی دوران مفصلهای خمشی به ازاء هر پیچهی محدود سکوی متحرک بدست میآید و نشان داده میشود که زنجیرهی سینماتیک هر پایه میکروهگزاپاد را میتوان به صورت دو مفصل کروی و یک محرک خطی در نظر گرفت؛ البته با این تفاوت نسبت به هگزاپاد که محل محور آنی دوران مفصلهای خمشی آن با تغییر پیچهی محدود سکوی متحرک مرتباً تغییر میکند. سپس روابط حاکم بر سینماتیک سرعت میکروهگزاپاد، با استفاده از تئوری پیچواره استخراج شد. بعلاوه توسط روابط تحلیلی برای حرکت خطی سکوی متحرک با سرعت ثابت و نیز شتاب ثابت و همچنین حرکت با سرعت ثابت بر مسیر دایرهای، سرعت محرکها محاسبه گردید. نتایج بدست آمده به وسیلهی تحلیل المان محدود مورد صحتسنجی قرار گرفت و نشان داد که تطابق بسیار خوبی بین آنها برقرار میباشد.
In this article microhexapod robot is introduced as a micromanipulator. First hexapod which is a parallel mechanism is investigated and also modifications that is needed for the improvement of positioning accuracy and eliminating factors such as clearance and friction in the conventional joints. Doing this, spherical and universal joints are replaced with flexural beam type joints after scaling down the hexapod. Then the degrees of freedom of flexure joints are achieved and after that the instantaneous center of rotation of flexure joints is derived for every finite twist of moving platform and it is shown that the kinematic chain of each pod of microhexapod consists of two spherical joints and a prismatic actuator; but it differs from hexapod in a way the location of the instantaneous center changes with the change of the finite twist of moving platform. Thereafter the velocity kinematics of microhexapod is solved using screw theory. In addition, using the analytical formula, the velocity of actuators was calculated for some case studies; linear motion of moving platform with constant velocity and also constant acceleration and also movement with constant velocity in a circular path. The results are verified with the finite element analysis and shown good agreement.
میکروهگزاپاد,مفصل خمشی,محور آنی دوران,سینماتیک سرعت
Microhexapod,Flexure Joint,Instantaneous Center of Rotation,Velocity Kinematics
173
180
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-3689&slc_lang=fa&sid=15
Ehsan
Rouhani Esfahani
احسان
روحانی اصفهانی
100319475328460055373
100319475328460055373
No
هیات علمی/ دانشگاه آزاد نجف آباد
Mohammad Javad
Nategh
محمد جواد
ناطق
100319475328460055387
100319475328460055387
Yes
هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس