مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی و مقایسه شاخص حرکت پذیری ربات های صفحه ای RRR

نویسندگان
1 استادیار گروه مهندسی مکانیک- دانشگاه یزد
2 دانشگاه یزد
چکیده
در این مقاله برای بررسی حرکتپذیری سه ربات صفحه ای 2RRR، 1RRR و 3RRR، ابتدا ماتریس ژاکوبین هر سه ربات با اعمال روش همگنسازی، به منظور تعیین درایه هایی با ابعاد فیزیکی همگن استخراج میشود. با استفاده از معکوس عدد وضعیت ماتریس ژاکوبین هر ربات، شاخص وضعیت محلی رباتها در یک زاویه دلخواه پلتفرم تعیین میشود. با توجه به تغییرات عدد وضعیت از 1 تا بی نهایت، از معکوس آن به عنوان شاخص وضعیت محلی استفاده میشود. در ادامه با تغییر زاویه پلتفرم، تأثیر آن بر روی تغییرات شاخص وضعیت محلی بررسی می شود. به ازای زاویه ای از پلتفرم که بزرگترین مقدار شاخص وضعیت محلی را نتیجه میدهد، مهارت هر سه ربات با یکدیگر مقایسه میشود. نتایج نشان دهنده ی مهارت بیشتر ربات 3RRR نسبت به دو ربات دیگر در زاویه پلتفرم کمتر از 90 درجه است. در زاویه های بزرگ تر پلتفرم، ربات 1RRR شاخص وضعیت محلی بزرگتری و در نتیجه مهارت بیشتری دارد. در زاویه هایی از پلتفرم که بیشترین شاخص وضعیت محلی اتفاق میافتد، توزیع شاخص بار نیز رسم شده است. همچنین شاخص وضعیت محلی برای هر ربات به طور جداگانه در فضای کاری آن ربات و فضای کاری مشترک تعیین می شود. نتایج حاصل نشان دهنده این مطلب است که شاخص حرکت پذیری هر کدام از سه ربات فوق، تفاوت چندانی در فضاهای کاری ذکر شده ندارد. برای مقایسه بهتر و بهره گیری از توزیع حرکت پذیری، شاخص وضعیت کلی سه ربات نیز محاسبه می شود که نشان دهنده ی مهارت بیشتر ربات 3RRR است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A comparative study on the manipulability index of RRR planar manipulators

نویسندگان English

Said Ebrahimi 1
vahid Rezania 2
چکیده English

This paper presents a comparative study on the dexterity and manipulability of three planar 1-RRR, 2-RRR and 3-RRR manipulators.After derivation of the Jacobian matrix of three manipulators, they are transformed to a homogeneous form to include components with homogenous physical units. The condition number of each Jacobian matrix is calculated. Since the condition number changes in general between 1 to ∞, its inverse is used for definition of the local condition index.A zero value for this index indicates that the Jacobian matrix is singular and consequently, the robot has the worse manipulability. On the other hand, the robot indicates the best manipulability and dexterity when this index is close to one. Furthermore, the effect of changing the platform angle on the local condition index is investigated. The manipulability of three manipulators is then compared to each other for the platform angle for which the maximum local condition index is resulted. The results show that the 3-RRR manipulator has a better dexterity than other manipulators at the platform angles less than 90 degree.For the angles greater than 90 degree, the 1-RRR manipulator has a greater local condition index which indicates more dexterity. Finally, the maximum local condition index is compared for each robot at its own workspace and common workspace of three robots.The results verify that this index has almost identical values for the already mentioned workspaces for each robot.Based on the manipulability distribution, the global condition index of theses robots are checked.The results confirm the superiority of the 3-RRR robot.

کلیدواژه‌ها English

RRR planar manipulators
Manipulability Index
Jacobian matrix
workspace