مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

ﺗﺤﻠﯿﻞ ﺣﺴﺎﺳﯿﺖ ﺳﯿﻨﻤﺎﺗﯿﮑﯽ ﻣﮑﺎﻧﯿﺰمﻫﺎی ﻣﻮازی ﺑﺎ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻋﺪم ﻗﻄﻌﯿﺖ ﻣﻮﺟﻮد‬ ‫در ﻣﻔﺎﺻﻞ ﻏﯿﺮﻓﻌﺎل‬

نویسندگان
1 دانشگاه تارتو- استونی
2 استادیار مهندسی مکاترونیک دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران-آزمایشگاه تعامل انسان و ربات
چکیده
حساسیت صفحه متحرک مکانیزم‌های موازی به خطاهای موجود در طراحی و کنترل از اهمیت بسزایی برخوردار است. در واقع، طراحی این مکانیزم‌ها باید به‌گونه‌ای باشد که تأثیرپذیری مجری نهایی را از انواع مختلف عدم قطعیت تا حد امکان کاهش دهد. از این رو، شاخص‌های متنوعی برای ارزیابی کیفیت کارایی این مکانیزم‌ها تاکنون توسط محققان پیشنهاد شده، که اکثر این شاخص‌ها مشکلات مفهومی زیادی از نظر تعبیر فیزیکی و کاربردی دارند، و تنها شاخصی که از این لحاظ قابل اعتماد است شاخص حساسیت سینماتیکی است. با این حال، تاکنون، هیچ پژوهشی تأثیر عدم قطعیت موجود در مفاصل غیرفعال را بر روی شاخص مذکور بررسی نکرده است. شاخص‌های کارایی سینماتیک-استاتیکی‌ای که تاکنون برای ارزیابی مکانیزم‌های موازی پیشنهاد شده‌اند، با این فرض فرمول‌بندی شده‌اند که خطا یا لقی‌ای در مفاصل غیرفعال وجود ندارد، یا اگر وجود دارد، قابل چشم‌پوشی است. این مقاله مدل ریاضی جدیدی را برای محاسبه حساسیت سینماتیکی مکانیزم‌های موازی با توجه به خطای موجود در مفاصل غیرفعال ارایه می‌دهد، که می‌تواند برای طراحی بهینه و ارتقای کارایی مکانیزم‌های موازی با توجه به شاخص‌های سینماتیک-استاتیکی و فضای کاری مورد استفاده قرار گیرد. روش مذکور، برای اثبات صحت و کارایی، در مورد مکانیزم‌های موازی چهار میله‌ای و 3-RPR، و نیز ربات تریپترون، به طور نمونه، اعمال می‌گردد. نتایج پیاده‌سازی حاکی از آن است میزان شاخص حساسیت سینماتیکی با در نظر گرفتن خطای موجود در مفاصل غیر فعال، برای مکانیزم‌های امتحان شده، به‌ترتیب در بازه‌های 1-4/2، 1/0-9/0 و 6/0-2/2 می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Kinematic Sensitivity Analysis of Parallel Mechanisms by Considering the Effect of Uncertainties in Passive Joints

نویسندگان English

Morteza Daneshmand 1
Mehdi Tale Masouleh 2
Gholamreza Anbarjafari 1
1 iCV Group, Institute of Technology, University of Tartu,
2 Human and Robot Interaction Laboratory, Faculty of New Science and Technology, University of Tehran
چکیده English

The sensitivity of the moving platform of parallel mechanisms to the uncertainties in the design and control stages is of paramount importance. The mechanism has to be designed such that the negative effect of the foregoing errors is minimized. The latter issue has encouraged many researchers to derive and propose relevant indices being responsible for outputting a metric representing the kinetostatic performance of parallel mechanisms. Most of such indices entail severe drawbacks in the sense of leading to physically inapplicable interpretation, which was considerably alleviated by the emergence of kinematic sensitivity. Nevertheless, none of the studies heretofore has investigated the influence of the uncertainties in the passive joints on the kinetostatic performance. In other words, the assumption has always been that the aforementioned errors are negligible. This paper proposes a novel formulation for the kinematic sensitivity index, which, apart from that of the active joints, takes the effect of the uncertainties in the passive joints into account, and brings about the advantage that the mechanism can be optimized and improved in terms of kinetostatic performance, together with the workspace. The formulation, for the sake of illustration and verification, is also applied to the 4-bar linkage and 3-RPR parallel mechanisms, as well as the Tripteron robot. The results of the implementation of the proposed kinematic sensitivity index, which takes the effect of the uncertainties in the passive joints into account, show that the values associated with the case-studies considered in this paper fall within the intervals 1-2.4, 0.1-0.9 and 0.6-2.2, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Parallel Mechanisms
Kinetostatic Performance
Kinematic Sensitivity
Joint Clearance
Passive Joints