مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی،ساخت، تحلیل سینماتیک یک نوع ربات موازی با سه درجه آزادی انتقالی

نویسندگان
1 دانشجو
2 هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور
3 هیات علمی
چکیده
ربات‌های‌ موازی مکانیزم‌هایی با زنجیره سینماتیکی بسته هستند که در فرم‌های مختلف توسعه داده شده‌اند، اما این ربات‌ها دارای معایبی از قبیل فضای کاری کوچک، وجود نقاط تکین در فضای‌کاری و همچنین معادلات سینماتیک و دینامیک پیچیده می‌باشند که کنترل آن‌ها را مشکل کرده است. با این وجود، این مکانیزم‌ها در کاربردهای صنعتی مختلفی از قبیل صنایع ماشین‌کاری، شبیه سازهای حرکت، ربات‌های پزشکی و غیره نیز به‌کار گرفته شده‌اند. به جهت غلبه بر این معایب، طراحی و ساخت یک ربات موازی با سه درجه آزادی انتقالی ارائه شده است. طراحی مفاصل این ربات بر این مبنا بوده که فقط سه حرکت انتقالی برای مجری نهایی امکان پذیر باشد. درجات آزادی با استفاده از تئوری پیچه تعیین شده ‌است. ویژگی‌های اساسی شامل تحلیل سینماتیک معکوس و مستقیم، تحلیل تکینگی و فضای‌کاری، همچنین آنالیز سرعت مورد بررسی قرار گرفته است. برای بدست آوردن فضای‌کاری ربات با توجه به محدودیت‌های در نظر گرفته شده، از یک الگوریتم عددی استفاده، و پارامترهای طراحی جهت دسترسی به فضای‌کاری مطلوب استخراج شده‌اند. حرکت ربات توسط سه عملگر نیوماتیکی ایجاد می-شود که فرمان خود را از شیر سروو نیوماتیک دریافت می‌کنند. پس از اتمام مراحل طراحی، اجزای مورد نیاز برای ساخت ربات فراهم و در آزمایشگاه رباتیک مونتاژ نهایی شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Design, Manufacturing, Kinematic Analysis of a Kind of a 3-DOF Translational Parallel Manipulator

نویسندگان English

Mahmood Mazare 1
Mostafa Taghizadeh 2
Mohammad Rasool Najafi 3
چکیده English

Parallel manipulators are mechanisms with closed kinematic chains which have been developed in different forms, but these manipulators have several drawbacks such as small workspace, existence of singular points in their workspace, and complex kinematics and dynamics equations that lead to increase of difficulty in their control. In spite of this, this mechanism has been being conventionally used in many different industrial applications such as machining, motion simulators, medical robots, etc. To overcome these drawbacks, design and manufacturing of a manipulator with three translational degrees of freedom are provided. Design of this manipulator was based on the possibility of three translational motions for its end-effector. The manipulator degrees of freedom are obtained via screw theory. Basic features, consisting of forward and inverse kinematics, workspace and singularity analyzes and also velocity analysis, are considered in this paper. A numerical algorithm is implemented to determine the workspace regarding applied joint limitations and the design parameters were extracted based on to achieving to the desired workspace. The robot motion is created by using of pneumatic actuators which receive their command from a pneumatic servo valve. After design steps, the required elements were provided and assembled in a robotic lab. Finally, the simulation results have transparently approved the improved robots.

کلیدواژه‌ها English

Design
manufacturing
translational parallel manipulator
kinematics analysis
workspace