مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل و شبیه‌سازی دینامیکی معکوس دو مکانیزم موازی با ساختار سینماتیکی یکسان در شاخه‌ها و قید‌های افزونه

نویسندگان
1 دانشگاه امیرکبیر
2 دانشگاه تهران
3 دانشگاه خواجه نصیر
4 دانشگاه آزاد اسلامی قزوین
چکیده
در این مقاله روش جدیدی به منظور مدل سازی دو مکانیزم موازی افزونه مقید با سه و چهار درجه آزادی مستقل ارائه شده است. مدلسازی دینامیکی مکانیزمهای افزونه مقید امری پیچیده بوده که در این مقاله و با توجه به ویژگی های ساختاری این دو مکانیزم روشی برای غلبه بر این پیچیدگی ارایه شده است. در این روش هر مکانیزم به چند زیرساختار تقسیم شده و تحلیل های سینماتیکی و روشهای مدل سازی دینامیکی نیوتن-اویلر و لاگرانژ بر روی این زیرساختارها پیاده سازی شده اند. با به کارگیری روش لاگرانژ و با استفاده از مقادیر سینماتیکی استخراج شده، مدل دینامیکی هر زیر ساختار در فضای وظیفه به دست آمده است. سپس مدل دینامیکی مجری نهایی، که می توان از آن به عنوان قید مرتبط کننده زیر ساختارها یاد کرد، با استفاده از روش نیوتن-اویلر نوشته و به معادلات مستقل از هم منتج شده است. همچنین دسته بندی بین نیروهای به کار رفته در مدلسازی، نظیر نیروهای محرک انتقال یافته و نیروهای قیدی انجام شده است. در انتها، نتایج بدست آمده از روش فوق با یک نرم افزار شبیه سازی دینامیکی مقایسه شده است. این مقایسه تطابق بین نتایج حاصله از این دو طریق را به خوبی نشان داده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Inverse Dynamic Problem of Two Parallel Manipulators with Identical Limbs Structures

نویسندگان English

Mojtaba Yazdani 1
Mehdi Tale Masouleh 2
Milad Hasanvand 3
iman yahyapour 2
Mahmoud Ghafouri Tabrizi 4
چکیده English

This paper aims at obtaining the dynamic models of twoconstraint-over parallel mechanisms (PM) with 3-DOF (degree of freedom) and 4-DOF, the Tripteron and the Quadrupteron. The reasoning used in this paper is based on a judicious concept in detaching the whole mechanism into several subsystems and consecutive synergies between kinematic analysis, Lagrangian and Newtonian approaches. In this regard, the mechanisms are made equivalent to some subsystems and the equations of kinematic constraints are derived for all subsystems. Afterwards upon resorting to Lagrangian approach and blending it with the latter kinematic relations, the dynamic model of each leg in task space is obtained. The dynamic model of the end- effector is written in virtue of Newton-Euler’s approach where yields to three differential equations. Finally, the problem leads to a system of 12 equations for the Tripteron and 16 equations for the Quadrupteron, which do not need usaul simplifications in such problems. For the sake of comparison, the results are put into contrast by the one obtained with a dynamic analyzer software. The results obtained by both approaches are coherent which affirms the correctness of the proposed algorithm.

کلیدواژه‌ها English

Dynamic modeling
Tripteron
Quadrupteron
Lagrangian Approach
Newtonian Approach