مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مدلسازی دینامیکی بازوهای رباتیکی ویسکوالاستیک با استفاده از تئوری تیر تیموشنکو

نویسندگان
1 استاد تمام دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران
2 بورسیه دانشگاه شهید باهنر کرمان
3 کارشناس ارشد مهندسی مکاترونیک
چکیده
در این مقاله، تحقیقی بر روی ارتقاء مدل‌سازی بازو‌‌های رباتیکی Nلینکی ویسکوالاستیک انجام شده است. مدل دینامیکی سیستم با استفاده از فرمولاسیون گیبس- اپل و روش مود‌های فرضی استخراج شده است. زمانی‌که طول رابط در جهت طول آن کوتاه باشد، تغییر فرم برشی عاملی است که می‌تواند تأثیر مهمی بر روی دینامیک سیستم بگذارد. بنابراین در مدل‌سازی، فرض تئوری تیر تیموشنکو و مود‌های مرتبط با آن لحاظ شده است. اگر چه در نظر گرفتن تأثیر میرایی در سیستم‌‌های ممتد، فرمولاسیون مربوط به معادلات حرکت را پیچیده‌تر می‌کند، دو مکانیزم مهم میرایی، یعنی میرایی کلوین-ویت به‌عنوان میرایی داخلی و اثر ویسکوز هوا به عنوان عامل مستهلک کننده خارجی در معادلات لحاظ شده است. در نهایت، برای تأیید مدل پیشنهادی، ارزیابی مقایسه‌ای بین نتایج بدست آمده از آزمایش عملی و شبیه‌سازی در حوزه زمان انجام شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Dynamic modeling of visco-elastic robotic manipulators using Timoshenko beam theory

نویسندگان English

Moharam Habibnejad Korayem 1
Ali Mohammad Shafei 2
Mahsa Doosthoseini 3
Behzad Kadkhodaei 3
1 Prof. of Mechanical Eng. of Iran University of Science and Technology
چکیده English

This paper presents a research into the progress of modeling of N-viscoelastic robotic manipulators. The governing equations of the system is obtained by using Gibbs-Appell (G-A) formulation and Assumed Mode Method (AMM). When the beam is short in length direction, shear deformation is a factor that may have substantial effects on the dynamics of the system. So, in modeling the assumption of Timoshenko Beam Theory (TBT) and its associated mode shapes has been considered. Although considering the effects of damping in continuous systems makes the formulations more complex, two important damping mechanisms, namely, Kelvin-Voigt damping as internal damping and the viscous air damping as external damping have been considered. Finally, to validate the proposed formulation a comparative assessment between the results achieved from experiment and simulation is presented in time domain.

کلیدواژه‌ها English

Timoshenko
Kelvin-Voigt
Air Damping
Gibbs-Appell
Experimental Setup