مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی و توسعه گیره رباتیک دو انگشتی موازی با قابلیت سه درجه آزادی دورانی و کنترل نیرو به جهت برداشت اجسام

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار مهندسی مکاترونیک دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران-آزمایشگاه تعامل انسان و ربات
2 دانش آموخته ارشد مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی دانشگاه تهران
3 استاد مهندسی مکانیک دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران
10.48311/mme.2026.123932.83122
چکیده
گیره‌های رباتیک به‌عنوان واسط میان ربات و جسم، نقش مهمی در ایجاد تعامل دقیق و ایمن با محیط ایفا می‌کنند. استفاده از گیره‌های رباتیک فاقد قابلیت تغییر جهت‌گیری جسم در ربات‌هایی با درجات آزادی محدود، نظیر ربات موازی دلتا، موجب محدود شدن دامنه عملیات قابل انجام توسط سامانه می‌شود. در این پژوهش، یک گیره رباتیک دو انگشتی موازی با سه درجه آزادی دورانی و قابلیت کنترل نیروی گرفتن، با هدف نصب ماژولار بر روی ربات موازی دلتا طراحی و ساخته شد. ساختار مکانیکی گیره با تأکید بر کاهش وزن و ابعاد به منظور حفظ چابکی و فضای کاری ربات توسعه یافت و برای این منظور، آرایش موازی سرووموتورها و ترکیب قطعات فلزی و پلاستیکی به کار گرفته شد. برای اندازه‌گیری نیروی تماس و کنترل نیروی گرفتن نیز از حسگر لامسه استفاده شد. گیره رباتیک ساخته شده قابلیت دوران 360 درجه حول محور عمودی، 90 درجه حول محور افقی و 180 درجه حول محور عمود بر محور افقی را با گام کنترلی 1 درجه فراهم می‌کند. همچنین نیروی گرفتن در محدوده 0.5 تا 5 نیوتون با گام کنترلی 0.1 نیوتون قابل تنظیم است. عملکرد سامانه در سناریوهای مختلف شامل ایجاد دوران حول سه محور و کنترل نیروی گرفتن ارزیابی شد. نتایج آزمایش‌ها نشان‌دهنده عملکرد پایدار در انجام حرکات دورانی و کنترل نیروی گرفتن بود و قابلیت استفاده از آن به‌عنوان یک ماژول مستقل برای افزایش قابلیت‌های حرکتی ربات‌ موازی دلتا را نشان داد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Design and development of a two-fingered parallel robotic gripper with three rotational DOF and force control for object grasping

نویسندگان English

Mehdi Tale Masouleh 1
Mahdi Dalvand 2
Mohammad Reza Hairi Yazdi 3
2 M.Sc. Graduate in Mechanical Engineering, Applied Design, University of Tehran
3 Professor of Mechanical Engineering, School of Mechanical Engineering, University of Tehran
چکیده English

Robotic grippers serve as the interface between a robot and the manipulated object and play a key role in accurate and safe object handling. When a gripper lacks the capability to reorient the grasped object, the range of feasible operations is limited, particularly in robots with a restricted number of DOF, such as Delta parallel robots. In this study, a parallel two-finger robotic gripper with three rotational DOFs and grasping-force control was designed and fabricated for modular integration with a Delta parallel robot. The gripper was designed to minimize weight and dimensions while maintaining the robot’s agility and workspace. A parallel arrangement of servo motors and a combination of metallic and plastic components were employed to achieve a compact structure. A tactile sensor was integrated to measure the contact force and enable control of the grasping force. The developed gripper provides rotational ranges of 360° about the vertical axis, 90° about the horizontal axis, and 180° about the axis perpendicular to the horizontal axis. The angular command increment is 1°. The grasping force is adjustable from 0.5 to 5 N in increments of 0.1 N. Experimental tests were conducted to evaluate the rotational motion about the three axes and the grasping-force control capability. The results demonstrated stable operation in both rotational motion and grasping-force control, indicating that the proposed gripper can effectively extend the operational capabilities of Delta parallel robots through modular integration.

کلیدواژه‌ها English

گیره رباتیک
سه درجه آزادی دورانی
سنسور لامسه
ربات موازی دلتا
عملیات گذاشت و برداشت

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 11 آبان 1405