مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی سینماتیک مستقیم سه ربات موازی چهار درجه آزادی با مفاصل فعال کشویی و الگوی حرکتی 3T1R در فضای سینماتیک هفت بعدی

نویسندگان
1 دانشیار دانشکده مهندسی دانشگاه بو علی سینا همدان
2 استادیار مهندسی مکانیک دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران
3 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، دانشگاه بوعلیسینا، همدان
چکیده
در این مقاله، به بررسی مسئله ی سینماتیک مستقیم سه ربات موازی 4 درجه آزادی 4-PRUR1 ، 4-PRUR2 و 4-PUU با الگوی حرکتی 3 درجه انتقالی و 1 درجه دورانی، موسوم به شونفلیز، پرداخته می شود. این ربات ها، به ترتیب حالت خاصی از سه مکانیزم موازی 4-PR′R′R″R″، 4-PR″R″R′R′ و 4-PR″R′R′R″ بوده که حاصل سنتز نوعی انجام شده بر روی ربات های موازی با آرایش سینماتیکی یکسان می باشند. هر یک از این ربات ها، دارای چهار زنجیره ی سینماتیکی یکسان و هر زنجیره شامل یک عملگر کشویی فعال و 4 مفصل لولایی غیر فعال می باشند. راستای مفاصل لولایی در این سه ربات با یکدیگر متفاوت بوده و نتیجتاً باعث ایجاد سه مکانیزم متفاوت گردیده است. تحلیل مسئله ی سینماتیک مستقیم این ربات ها، بر اساس جبر هندسی در فضای سینماتیک هفت بعدی و با استفاده از پارامترهای استودی و الگوریتم LIA صورت گرفته است و نهایتاً نشان داده شده است که یک عبارت جبری از درجه 4 بیانگر عبارت سینماتیک مستقیم هر زنجیره ی سینماتیکی از ربات موازی می باشد. همچنین با استفاده از روش هوموتوپی و همچنین مقایسه نتایج با روش برآیند، نشان داده شد که مسئله ی سینماتیک مستقیم این ربات ها، به ترتیب دارای حداکثر 236، 236 و 2 جواب حقیقی می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Forward Kinematic Investigation of Three 4-DOF Parallel Robots with Prismatic Actuators Performing 3T1R Motion Pattern in Seven-dimensional Kinematic Space

نویسندگان English

Mehdi Tale Masouleh 2
Payam Varshovi Jaghargh 3
چکیده English

This paper involves the investigation of the forward kinematic problem of three 4-DOF parallel robots, named as 4-PRUR1, 4-PRUR2, 4-PUU, performing 3 translations and one rotation, namely Schönflies motion. The foregoing parallel robots are special cases of 3 parallel robots, named as 4-PR′R′R″R″, 4-PR″R″R′R′ and 4-PR″R′R′R″, respectively, arisen from the type synthesis performed for 4-DOF parallel mechanisms with identical kinematic limb structures. Each robot has 4 identical kinematic chains and each chain consists of one prismatic active joint and 4 revolute passive joints. Due to different direction of revolute joints in each limb, 3 different architectures are considered in this paper. The forward kinematic problem is explored in seven-dimensional kinematic space using the so-called Study's parameters and LIA algorithm and eventually, it has been shown that an algebraic expression of degree 4 indicates the forward kinematic of each kinematic chains of parallel robots under study in this paper. Moreover, using homotopy continuation and comparison with resultant method, it reveals that the forward kinematic problem of this robots have up to 236,236 and 2 real solutions, respectively.

کلیدواژه‌ها English

4-DOF parallel robot
3T1R motion pattern
forward kinematic problem
seven-dimensional kinematic space
Study's parameters