۳۷ نتیجه برای سینماتیک
حامد رضوی، محمد جواد ناطق، امیر عبدالله، حمید سلیمانی مهر،
دوره ۱۱، شماره ۱ - ( ۳-۱۳۹۰ )
چکیده
هدف این مقاله بررسی تحلیلی و تجربی سینماتیک حرکت نسبی ابزار و قطعهکار در تراشکاری معمولی (CT) و تراشکاری به¬همراه ارتعاشات آلتراسونیک (UAT) میباشد. تحلیل سینماتیک UAT نشان می¬دهد که حرکت لبه برنده ابزار نسبت به قطعه¬کار (ناشی از سرعت برشی، سرعت پیشروی و ارتعاشات ابزار برشی در راستای مماسی)، سطح ماشینکاری¬شده جانبی را متاثر ساخته و الگوی تکرار شونده¬ای از نواحی له¬شده یا دندانه¬دار روی آن ایجاد می¬کند که در نتیجه کارسختی ناشی از این پدیده می¬تواند میکرو سختی سطح ماشینکاری¬شده جانبی را در مقایسه با CT افزایش دهد. همچنین مدل سینماتیک نشان می¬دهد که در فرآیند UAT با تحریک یک¬بعدی در جهت سرعت برشی، به¬خاطر نرخ پیشروی ثابت ابزار نسبت به قطعه¬کار، ابزار تراشکاری هیچگاه از قطعه¬کار جدا نمی¬شود، اگرچه سطح براده ابزار ممکن است به¬طور تناوبی در هر سیکل ارتعاشی از براده جدا گردد.. برای بررسی تجربی پیش بینی¬های حاصل از شبیه¬سازی سینماتیک، از آزمون میکرو سختی سطحی و تصویر برداری میکروسکوپ نوری سطح ماشینکاری¬شده جانبی استفاده گردید. نتایج و مشاهدات تجربی¬، به¬خوبی تاثیرات ارائه شده توسط مدل سینماتیک از حرکت لبه برنده ابزار روی سطح جانبی را برای UAT در مقایسه با CT تصدیق می¬نماید.
مجید محمدی مقدم، محمدرضا ارباب تفتی، شهرام شهریاری، سید علی اصغر حسینی،
دوره ۱۲، شماره ۱ - ( ۲-۱۳۹۱ )
چکیده
هدف از این مقاله کالیبراسیون یک ربات پنج درجه آزادیMitsubishi با استفاده از روش حلقه بسته می باشد. در این روش اطلاعات زوایای ربات برای کالیبراسیون استفاده خواهد شد. در روش حلقه بسته بایستی بتوان با محدود نمودن کارگیر ربات در نقطه مشخصی مفاصل آنرا به حرکت در آورد، اما با توجه به اینکه ربات درجات آزادی محدودی دارد نمی توان کارگیر آنرا مستقیماً به زمین وصل کرد تا حلقه بسته ای تشکیل شود و زوایای آن آزادانه بحرکت درآیند. به همین علت از میله ای که دارای دو مفصل کروی در دو انتهای آن است استفاده می شود. مشکل اصلی در این روش حذف زوایایی است که نمی توان آنها را مستقیما" اندازه گرفت. در واقع در کالیبراسیون حلقه بسته بایستی زوایایی را که نمی توان بطور مستقیم اندازه گرفت را بر حسب زوایایی که می توان اندازه گرفت محاسبه کرد و یا آنها را حذف نمود. در این مقاله از یک روشی ابداعی استفاده می شود که به راحتی بتوان زوایایی را که نمی توان اندازه گرفت را حذف کرد.
پیام ورشوی جاغرق، داود نادری، مهدی طالع ماسوله،
دوره ۱۲، شماره ۴ - ( ۸-۱۳۹۱ )
چکیده
در این مقاله، سینماتیک مستقیم حالت خاصی از مکانیزمهای موازی "۴R"R'R'R"R و '۴R"R"R"R'R و "۴R"R"R'R'R که به ترتیب منجر به دو ربات موازی فضایی ۴ درجه آزادی با دو ساختار هندسی متفاوت به نام ۴RRUR و یک ربات موازی فضایی ۴ درجه آزادی به نام ۴RUU گردیده اند، مورد مطالعه قرار گرفته است. این مکانیزمها حاصل سنتز انجام شده بر روی مکانیزمهای موازی ۴ درجه آزادی با الگوی حرکتی ۳ درجه انتقالی و ۱ درجه دورانی می باشند. هر یک از این رباتها، از چهار زنجیره سینماتیکی یکسان و هر زنجیره، از پنج مفصل لولایی تشکیل شده است. راستای مفاصل لولایی در این سه ربات، با یکدیگر متفاوت بوده و باعث ایجاد سه ساختار هندسی مختلف گردیده است. تحلیل مسأله ی سینماتیک مستقیم این رباتهای موازی، در فضای اقلیدسی سه بعدی انجام گرفته و در نهایت نشان داده شده است که یک چندجمله ای جبری تک متغیره از درجه ۳۴۴، ۴۶۲ و ۸، به ترتیب مبین سینماتیک مستقیم هر یک از رباتها می باشد. همچنین، نتایج بدست آمده با شبیه سازی نیز مورد مقایسه قرار گرفته است.
داود نادری، مهدی طالع ماسوله، پیام ورشوی جاغرق،
دوره ۱۳، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۲ )
چکیده
در این مقاله، به بررسی مسئله ی سینماتیک مستقیم سه ربات موازی ۴ درجه آزادی ۴-PRUR۱ ، ۴-PRUR۲ و ۴-PUU با الگوی حرکتی ۳ درجه انتقالی و ۱ درجه دورانی، موسوم به شونفلیز، پرداخته می شود. این ربات ها، به ترتیب حالت خاصی از سه مکانیزم موازی ۴-PR′R′R″R″، ۴-PR″R″R′R′ و ۴-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 ۴ 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 ۴ 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 ۲۳۶، ۲۳۶ و ۲ جواب حقیقی می باشد.
سالار تاکی، احمدرضا عرشی، فاطمه نواب مطلق، حمیدرضا یزدی،
دوره ۱۴، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۳ )
چکیده
بیماران مبتلا به آسئتوآرتریت داخلی زانو، با توجه به درجه بیماریشان، ممکن است دارای سینماتیک راه رفتن متفاوتی نسبت به افراد سالم باشند که اغلب این تغییرات در صفحه فرونتال نمایان می‌شود. هدف از انجام این مطالعه، مقایسه سینماتیک مفاصل اندام تحتانی در صفحه فرونتال، میان افراد غیرمبتلا و مبتلا به آستئوآرتریت داخلی زانو با درجات خفیف و متوسط حین راه رفتن بوده است .آنالیز راه رفتن در سه-بعد و بر روی ۲۵نفر از بانوان ۳۵-۵۳ سال صورت پذیرفت که ۱۰نفر غیرمبتلا، ۱۰نفر مبتلا به آستئوآرتریت خفیف و ۵نفر مبتلا به آستئوآرتریت متوسط قسمت داخلی مفصل تیبیوفمورال بودند. نمودارهای سینماتیکی با استفاده از روش تحلیل مولفه‌های اصلی(PCA) خلاصه گردید. نمرههای مولفه‌های اصلی با استفاده از آنالیزهای آماری ANOVA و Post-Hoc TukeyHSD ، میان سه‌‌گروه(غیرمبتلا، خفیف و متوسط) مقایسه شدند. مچ‌پای افراد گروه آستئوآرتریت خفیف در بیشتر قسمتهای سیکل راه رفتن جهت‌گیری اینورژن و در افراد گروه آستئوآرتریت متوسط، جهت‌گیری اورژن دارد. دامنه حرکتی مچ پای گروه آستئوآرتریت خفیف در صفحه فرونتال، کمتر از دو گروه دیگر است(۰,۰۵p>). با پیشرفت بیماری، مقدار زاویه ادداکشن زانو افزایش می‌یابد(۰.۰۵p>) و دامنه حرکتی ران در صفحه فرونتال کمتر می‌شود که اختلاف این دامنه حرکتی میان گروه آستئوآرتریت خفیف و متوسط معنی‌دار است(۰.۰۵p=).
محمد غفوری ورزنه، فاطمه یوسفی فر، محمد مهدی جلیلی،
دوره ۱۴، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۳ )
چکیده
در این مقاله یک بازوی رباتی با الهام از ستون فقرات مار و بازوهای هشتپا شبیهسازی و ساخته شده است. در تحلیل سینماتیک معکوس ربات، پس از تعیین مختصههای تعمیمیافته سیستم، معادلات جبری حاکم بر سیستم به دست آمدهاند. این معادلات در تحلیل جابجایی با استفاده از روش عددی نیوتن رافسون تا اتمام زمان شبیهسازی حل گردیده¬اند. همچنین فضای کاری ربات نیز با استفاده از روش عددی مذکور تعیین شده است. در تحلیل دینامیک معکوس، نیروی کشش کابلها به صورت نیروهای خارجی در نظر گرفته شدهاند. با استفاده از روش جایگزینی با مشخص بودن ماتریس قیود، ماتریس جرم و بردار شتابهایی که در هر لحظه از سینماتیک معکوس به دست آمدهاند، نیروی کشش کابلها و گشتاور اعمالی لازم از سوی موتورها جهت حرکت و طراحی ربات مشخص شدهاند. به منظور اعتبارسنجی مدل ربات مارشکل، نمونهای از این ربات ساخته شده و برای حرکت در مسیرهای فرضی دایرهای و کمانی برنامهریزی شده است. مسیر پیموده شده توسط مجری نهایی ربات در هرحالت به دست آمده است. مقایسه نتایج حاصل با مسیر مطلوب نشان داده است که خطای استاندارد مسیر طی شده توسط ربات در حدود ۱۵/۰ میباشد. این امر دقت ربات طراحیشده را در پیمودن مسیرهای گوناگون نشان میدهد.
حمیدرضا تقی راد، احمد خلیل‌پور سیدی، مهدی علیاری شوره دلی، مهدی طالع ماسوله،
دوره ۱۴، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۳ )
چکیده
این مقاله با بهره گیری از الگوریتم‌های بهینه‌سازی تکاملی، به طراحی بهینه چند هدفه رباتهای کابلی می‌پردازد. با توجه به اینکه در رباتهای کابلی، کابلها همیشه باید در حالت کششی قرار داشته باشند، وسعت فضای کاری کنترل‌پذیر ربات به عنوان معیاری برای طراحی بهینه ربات انتخاب شده است. این معیار یکی از موارد بسیار مهمی است که در کارایی ربات های کابلی مورد توجه قرار می گیرد. علاوه بر آن برای آنکه ربات کابلی مهارت و دقت کافی داشته باشد و بتواند در همه جهات مورد نیاز، مانور دلخواه را انجام دهد، از معیارهای دیگر سینماتیکی همانند عدد وضعیت عمومی، حساسیت سینماتیکی انتقالی و دورانی استفاده شده است. با بررسی تقابل این معیار ها با یکدیگر نشان داده شده است که استفاده از روشهای بهینه سازی چند هدفه روش موثری برای رسیدن به مصالحه مناسب در طراحی ربات است. سپس با بهره گیری از روشهای بهینه‌سازی چند هدفه‌ای با ساختار الگوریتم ژنتیک و الگوریتم ازدحام ذرات، جبهه بهینگی پرتو به گونه‌ای برای متغیرهای طراحی ربات کابلی صفحه‌ای بدست آورده شده است که مصالحه مناسبی بین توابع هدف طراحی صورت گیرد.
مهران محبوب خواه، نیما جعفرزاده،
دوره ۱۴، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۳ )
چکیده
مکانیزمهای موازی در بسیاری از زمینه‌های مهندسی و کاربردهای صنعتی نظیر ماشین ابزار، مترولوژی، شبیه ساز پرواز، شبیه ساز زلزله، تجهیزات پزشکی و غیره به صورت چشمگیری مورد استفاده قرار می‌گیرند. مکانیزمهای موازی دارای محدودیت‌هایی نظیر نامنظم بودن فضای کاری و وجود نقاط تکین در آن فضا و سیستم کنترلی پیچیده می‌باشند که برای استفاده مناسب از این نوع مکانیزم ها بایستی مورد مطالعه و تحلیل قرار بگیرند. در این تحقیق نوعی ماشین‌ابزار جدید با مکانیزم موازی و با چهار درجه آزادی (سه درجه خطی و یک درجه دورانی) مورد مطالعه قرار گرفته است و فضای کاری و نقاط تکین این مکانیزم با استخراج روابط تحلیلی و سپس نوشتن برنامه محاسباتی در نرم افزار متلب بدست آمده است. به این منظور ابتدا روابط سینماتیک مستقیم و معکوس مکانیزم بدست آمد و با استفاده از یک الگوریتم جستجو، فضای کاری و نقاط تکین مکانیزم محاسبه شد. سپس برای بررسی صحت نتایج بدست آمده برای تحلیل فضای کاری، مکانیزم پیشنهادی در نرم‌افزار سالیدورکس شبیهسازی شد و روابط سینماتیک معکوس و فضای کاری بدست آمده در این تحقیق صحه گذاری شد. همچنین برای بررسی کیفیت عملکردی ربات و چالاکی مکانیزم در فضای کاری، شاخص شرط کلی ربات با استفاده از ماتریس ژاکوبین برای جهت گیریهای مختلف سکوی متحرک محاسبه شد.
سعید کریمیان علی ابادی، عباس ابراهیمی،
دوره ۱۴، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۳ )
چکیده
در این تحقیق یک مدلسازی دقیق سیستمی از پرنده بالزن ارایه شده که به نوبه خود جدید است و شامل همه پارامترهای موثر بر عملکرد آن می باشد. مکانیزم بال زدن مزیت های قابل توجه مانور پذیری و سرعت کم را در میکرو پرنده ها بدست داده است. فعالیت جاری ضمن پرداختن به جنبه های مختلف مدلسازی و تلفیق معادلات ایروالاستیک، امکان یک مطالعه پارامتری جامع را فراهم اورده است. مدلسازی بر مبنای توسعه معادلات حاکم بر یک بال انعطاف پذیر انجام شده و در گام دوم، با قیاس داده های تجربی حاصل از یک سکوی تست استاتیک، اعتبار مدل ارزیابی و تایید شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی و مطالعه پارامتری در قالب رفتار میانگین کمیت های عملکردی ارایه شده است. تغییرات نیروی جلوبرنده، توان مصرفی و راندمان بر حسب سختی پیچشی و نیز سینماتیک بال زدن نشان داده شده اند. بر این مبنا الزامات پرواز بهینه بالزن تدوبن شده است. نتایج این فعالیت نشان می دهد با تغییر فرکانس و بالطبع سرعت رو به جلوی پرنده، مقادیر بهینه دامنه بال زدن و پارامتر سختی پیچشی، مستقل می باشند. بنابراین با انتخاب مناسب متغیرهای سینماتیکی می توان با یک سختی معین، همواره در شرایط بهینه پرواز نمود.
سجاد رشیدنژاد، کامبیز قائمی اسکویی، علی مقداری،
دوره ۱۴، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۳ )
چکیده
دراین مقاله بهینه سازی سینماتیکی مسیر، در فضای مفصلی روبات دو بازویۀ موازی در پیکر بندی های مختلف قفل شدن انجام شده است. برای هر یک از حالت های پیکر بندی یک مسیر در نظر گرفته شده است. پاسخ بهینه مسیر هر یک از مفاصل، با مینیمم کردن یک تابع هدف در کل مسیر محاسبه شده است. با توجه به تعداد افزونگی درجه آزادی در حالتهای مختلف پیکر بندی، حدس اولیه ای از متغیر ها در نظر گرفته شده و با استفاده از اصل مینیمم سازی پونتریگن و تعیین نوع شرایط اولیه حاکم بر سیستم، حدس اولیه اصلاح شده و جواب بهینه به دست آمده است. با توجه به جواب بهینه ی به دست آمده، برای هر یک از مفاصل مسیر بهینه نیز به دست آمده است. همچنین در هر یک از حالت های پیکر بندی، اندیس عملکرد بهینه به دست آمده است. همچنین معادلات سینماتیک مستقیم به عنوان قید های مسئله در نظر گرفته شده است.
غلامحسین مجذوبی، احسان خادمی، سمانه پورالعجل،
دوره ۱۴، شماره ۱۴ - ( ۱۲-۱۳۹۳ )
چکیده
الگوی سخت‌شوندگی جنبشی شابوش عموماً برای بررسی رفتار خمیری مواد در بارگذاری‌های چرخه‌ای و یکنوا با نرخ کرنش ایستاسان مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آنجا که الگوی شابوش مستقل از نرخ کرنش می باشد و ثابتهای آن از آزمایش ایستاسان تعیین می‌گردند، این الگو توانایی پیش بینی رفتار ماده در نرخ کرنش‌های بالا را از دست می دهد. ازسوی دیگر، رفتار پویای مواد حتی در برخی از بارگذاری های چرخه‌ای عموماً وابسته به نرخ کرنش میباشد. در این تحقیق با انجام آزمایش‌های ایستا سان و پویا در نرخ کرنش‌های گوناگون ثابتهای الگوی شابوش تعیین و با استفاده از ثابت های به دست آمده اثر نرخ کرنش در الگوی شابوش در نظر گرفته می شود. همچنین، با استفاده از شبکه عصبی ساختگی نمودارهای تنش-کرنش برای نرخ کرنش‌های گوناگون پیش بینی و با نتیجه‌های آزمایشی مورد مقایسه قرار می‌گیرند. نتیجه حاصل از الگوی پیشنهادی با نتیجه های آزمایش و شبکه عصبی همخوانی قابل قبولی را نشان می‌دهند. دراین مقاله نشان داده می‌شود که ثابتهای الگوی خمیری شابوش با نرخ کرنش تغییر می‌کنند و نیز اگر شبکه عصبی به طور صحیح آموزش داده شود از آن می‌توان برای میانیابی داده‌های آزمایشی استفاده نمود.
احسان روحانی اصفهانی، محمد جواد ناطق،
دوره ۱۵، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله، ربات میکروهگزاپاد جهت بکارگیری به عنوان میکرومانیپولیتور معرفی می‌گردد. ابتدا به بررسی مکانیزم موازی هگزاپاد و تغییراتی که نیاز است در آن جهت افزایش دقت موقعیت‌دهی و حذف عواملی نظیر لقی و اصطکاک در مفصل‌ها ایجاد شود، پرداخته می‌شود. برای این منظور پس از مقیاس نمودن هگزاپاد، مفصل‌های کروی و یونیورسال با مفصل‌های خمشی نوع میله‌ای در مکانیزم میکروهگزاپاد جایگزین می‌شود. سپس به بررسی درجات آزادی مفصل‌های خمشی میله‌ای پرداخته شده وپس از آن محور آنی دوران مفصل‌های خمشی به ازاء هر پیچه‌ی محدود سکوی متحرک بدست می‌آید و نشان داده می‌شود که زنجیره‌ی سینماتیک هر پایه میکروهگزاپاد را می‌توان به صورت دو مفصل کروی و یک محرک خطی در نظر گرفت؛ البته با این تفاوت نسبت به هگزاپاد که محل محور آنی دوران مفصل‌های خمشی آن با تغییر پیچه‌ی محدود سکوی متحرک مرتباً تغییر می‌کند. سپس روابط حاکم بر سینماتیک سرعت میکروهگزاپاد، با استفاده از تئوری پیچ‌واره استخراج شد. بعلاوه توسط روابط تحلیلی برای حرکت خطی سکوی متحرک با سرعت ثابت و نیز شتاب ثابت و همچنین حرکت با سرعت ثابت بر مسیر دایرهای، سرعت محرک‌ها محاسبه گردید. نتایج بدست آمده به وسیله‌ی تحلیل المان محدود مورد صحت‌سنجی قرار گرفت و نشان داد که تطابق بسیار خوبی بین آنها برقرار میباشد.
امیر اشرفی، خلیل خلیلی،
دوره ۱۵، شماره ۴ - ( ۴-۱۳۹۴ )
چکیده
در فرآیند هیدروفرمینگ منحنی فشار داخلی برحسب جابجایی محوری مسیر بارگذاری نامیده می‌شود، که کلید رسیدن به یک قطعه مطلوب است. شبیهسازی فرآیند هیدروفرمینگ برای بررسی تأثیر منحنی بارگذاری بر روی خصوصیات قطعه نهایی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق شبیهسازی اجزاء محدود هیدروفرمینگ پالسی به‌وسیله‌ی دو مدل سخت‌شوندگی همسانگرد و سخت‌شوندگی ترکیبی همسانگرد-سینماتیک غیرخطی که اثر بوشینگر را نیز در نظر می‌گیرد، انجام گرفت. پارامترهای هر دو مدل سخت‌شوندگی از داده‌های آزمون کشش به دست آمد. نتایج دو شبیهسازی با نتایج آزمایش هیدروفرمینگ مقایسه شد. نتایج نشان داد که مدل سخت‌شوندگی ترکیبی همسانگرد-سینماتیک غیرخطی مشخصات قطعه نهایی را بهتر پیش‌بینی نموده است. تفاوت‌های بین دو شبیهسازی از این واقعیت نتیجه شد که در ابتدای فرآیند هیدروفرمینگ، به علت حرکت سنبه محوری تنش فشاری در طول لوله وجود داشت و در ادامه با افزایش فشار داخلی، تنش کششی بر تنش فشاری غالب شد و جهت تنش برعکس گردید و اثر بوشینگر بر نتایج تأثیر گذاشت. برای مطالعه تأثیر فشار پالسی بر خصوصیات ماده لوله، آزمون بالج سه مرحله‌ای با باربرداری در هر مرحله انجام شد و نتایج با آزمون بالج یک مرحله‌ای مقایسه گردید. بارگذاری و باربرداری فشار داخلی باعث افزایش ارتفاع برآمدگی برای یک سطح از فشار نهایی در مقایسه با بارگذاری یک مرحله‌ای تا همان سطح از فشار شد. شبیهسازی فرآیند هیدروفرمینگ پالسی و هیدروفرمینگ خطی باهم مقایسه شد و ارتفاع برآمدگی و ضخامت‌های به‌دست‌آمده افزایش شکل‌پذیری ماده لوله را در هیدروفرمینگ پالسی با در نظر گرفتن میانگین فشار بکار رفته نشان داد.
حسام خوافی، حبیب احمدی،
دوره ۱۵، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۴ )
چکیده
رباتهای دوپا یکی از انواع رباتهای پادار است که یافتن مسیر پایدار، یکی از موضوعات محوری برای آنها میباشد. به منظور تقلید گام انسان این رباتها اساسا به واسطه تعداد درجات آزادی بالا دارای پیچیدگی زیادی هستند. هدف اصلی این مقاله طراحی مسیر گام پایدار برای یک ربات ۹ عضوی به کمک معیار پایداری نقطه گشتاور صفر است. ربات استفاده شده در این مقاله دارای ۱۶ مفصل فعال با دو مفصل پنجه میباشد. یکی از ویژگی‌های راه رفتن درانسان برای ایجاد گام‌های بلندتر استفاده از حالتی است که درآن کف پا حول مفصل پنجه دوران می‌کند. در این مقاله از گامی استفاده می‌شود که همانند انسان در لحظاتی از حرکت، پای تکیه‌گاه ربات حول این مفصل به صورت فعال دوران می‌کند. برای حصول به معادله اولیه قابل قبولی برای حرکت ربات از قیدی برای حدس اولیه حرکت لگن استفاده می‌شود. سپس به کمک الگوریتم جدیدی، مسیر حرکت مفاصل ربات محاسبه می‌شود. در نهایت با بررسی پایداری نقطه گشتاور صفر ربات و به کمک الگوریتمی مبتنی بر آزمون و خطا، مسیرهای مطلوب ربات دوپا به‌دست می‌آید.
مرتضی دانشمند، مهدی طالع ماسوله، ﻏﻼمرﺿﺎ ﻋﻨﺒﺮﺟﻌﻔﺮی،
دوره ۱۵، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۴ )
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 ۳-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 ۱-۴/۲، ۱/۰-۹/۰ و ۶/۰-۲/۲ میباشد.
حسن بیانی، مهدی طالع ماسوله، احمد کلهر،
دوره ۱۵، شماره ۱۲ - ( ۱۱-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله مدلسازی و کنترل ربات موازی کابلی صفحه‌ای بر اساس بازخورد پردازش تصویر ارائه شده است. نوآوری‌های اصلی مقاله در سه زمینه میباشد. در ابتدا، روشی بر اساس استفاده از سینماتیک مکانیزمهای چهارمیله‌ای برای شبیهسازی ربات موازی کابلی صفحه‌ای استفاده شده است. این مدل با توجه به کاهش دادن تعداد مجهولات، زمان محاسبات را بسیار پایین آورده و آنرا برای استفاده در کاربردهای برخط مطلوب ساخته است. به عنوان دومین نوآوری، برای گرفتن بازخورد از مکان عملگر نهایی، روش پردازش تصویر با سرعت بالا مورد استفاده واقع شده است، استفاده از پردازش تصویر در مقایسه با سایر روشهای گرفتن بازخورد مکان بسیار سریعتر است و اغتشاشات کمتر بر آن تاثیر می‌‌گذارند. نحوه پیاده‌سازی فرآیند پردازش تصویر برای ربات موازی کابلی به صورت کامل در مقاله ارایه گردیده است. نوآوری سوم مقاله نیز به کارگیری دو روش کنترلی کلاسیک و مدرن برای مقایسه و همچنین به دست آوردن مناسب‌ترین کنترلر است. کنترلر جانمایی قطب به عنوان یک کنترلر کلاسیک پیاده‌سازی شده است، که نتایج خوبی را ارائه میدهد هرچند در موردی نامعینی‌های سیستم دچار مشکل می‌گردد. بنابراین به عنوان جایگزین این کنترلر برای تخمین نامعینی‌ها، کنترلر بر اساس مود لغزشی پیاده‌سازی می‌گردد. این کنترلر هرچند دچار پدیده نوسانات در مبدا می‌شود، اما بازدهی بسیار عالی در پیاده‌سازی و تعقیب مسیر دلخواه دارد. موفقیت این دو کنترلر بیانگر تطبیق مدل پیشنهادی با ربات موازی کابلی بوده و همچنین هرکدام از آنها به عنوان روشی برای کنترل ربات پیشنهاد می‌گردند.
امیر رضا میان درهویی، خلیل خلیلی،
دوره ۱۶، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۵ )
چکیده
یکی از مهمترین مسائل مورد بررسی در زمینه‌ی مهندسی معکوس، شناسایی بهترین رویه برای تقریب زدن داده‌های ابر نفاط است. رویه‌ی جاروبی یکی از انواع رویه‌های رّویه‌دار است که علاوه بر کاربردهای فراوان در نرم‌افزارهای طراحی و ساخت به کمک کامپیوتر، تمامی شرایط لازم برای استفاده در نرم‌افزارهای مهندسی معکوس را نیز دارد. مهمترین مشکل جهت استفاده از رویه‌های جاروبی برای کاربردهای مهندسی معکوس، شناسایی نواحی متعلق به آن از میان داده‌های ابر نقاط است. در الگوریتم ارائه شده در این مقاله روشی برای شناسایی این نواحی به صورت خودکار ارائه شده است. این در حالی است که در اکثر پژوهش‌های قبلی شناسایی ناحیه‌ی مربوط به رویه‌ی جاروبی توسط کاربر انجام می‌شود. در این مقاله با استفاده از فرمول‌بندی رویه‌های سینماتیک و مفهوم حرکت‌های لغزش‌پذیر، روشی کلی برای شناسایی رویه‌های جاروبی با منحنی مرکزی و پروفایل دلخواه ارائه شده است. برای این منظور، در ابتدا داده‌های ابر نقاط با توجه به معیار حرکت لغزشی با استفاده از الگوریتم تکرارپذیر ناحیه‌بندی می‌شوند و سپس با ارائه الگوریتمی موثر و با استفاده از مفهوم دسته‌بندی سلسله‌مراتبی و تشکیل گراف دوگان، بخش‌های مربوط به رویه‌ی جاروبی شناسایی می‌شود. روش پیشنهادی جهت اعتبار سنجی بر روی مدل‌هایی با شرایط مختلف پیاده‌سازی شده‌است. مشـاهده می‌گردد که نتایج بدست آمده با شرایط واقعی مدل تطابق خوبی دارند که این امر نشان دهنده‌ی کارآیی این روش در شناسایی رویه‌ی جاروبی است.
علی افلاکیان، مهدی طالع ماسوله، حسن بیانی، رسول صادقیان،
دوره ۱۶، شماره ۴ - ( ۴-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله تحلیل سینماتیکی و دینامیکی رباتهای موازی کابلی صفحه‌ای در فرم کلی بررسی شده و این معادلات برای یک ربات چهار کابلی صفحه‌ای در محیط شبیهسازی مکانیکی متلب صحه‌گذاری شدهاند. به منظور دریافت مسیر بدون تداخل ربات در زمان و جلوگیری از برخورد مجری نهایی ربات و کابلها با موانع متحرک، از روش میدان پتانسیل استفاده شده است. در این روش به منظور کاهش مصرف انرژی، قید کششی بودن کابلها نیز در مسیریابی بهینه دخیل شدهاند. شایان ذکر است که این روش برای اولین بار در رباتهای کابلی مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به پیچیدگی حل مساله مسیریابی عاری از برخورد رباتهای کابلی، موانع به صورت دینامیکی و تصادفی در محیط در نظر گرفته شدهاند. در همین راستا، قید کششی بودن کابلها به عنوان یکی از مهمترین چالش‌های کنترل رباتهای کابلی مورد بررسی قرار گرفته و جهت تحقق این قید و همچنین محدود بودن کشش کابلها درون فضای کاری مورد نظر از تابع بهینه سازی موجود در برنامه متلب استفاده شده است. در نهایت کنترل یک نمونه ربات کابلی صفحه‌ای مقید چهار کابلی، به روش گشتاور محاسبه شده به منظور طی کردن مسیر به دست آمده از میدان پتانسیل انجام شده است. روش کار توضیح داده شده و نتایج به دست آمده حاکی از موثر بودن این روش است.
محمود مزارع، مصطفی تقی زاده، محمد رسول نجفی،
دوره ۱۶، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۵ )
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.
عرفان میرشکاری، افشین قنبرزاده، کوروش حیدری شیرازی،
دوره ۱۶، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۵ )
چکیده
در کار حاضر، تاثیر پارامترهای ساختاری ربات موازی شش درجه آزادی هگزا بر شاخص‌های عملکردی سینماتیکی و دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته و ساختار ربات با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی زنبور عسل چندهدفه، بهینه می‌شود. پس از تشریح ساختار و تعیین پارامترهای هندسی سازنده ربات، روابط مربوط به سینماتیک معکوس آن استخراج شده و ماتریس ژاکوبین که ارتباط‌دهنده میان مولفه‌های بردار سرعت مجری نهایی و بردار سرعت‌های زاویه‌ای مفصلی است، به دست می‌آید. از طریق محاسبه مجموع انرژی جنبشی اجزا ربات به صورت ضریبی از بردار سرعت دورانی مفاصل عمل‌کننده، ماتریس اینرسی استخراج می‌شود. معکوس عدد وضعیت سینماتیکی محلی و سراسری بر پایه ماتریس ژاکوبین بی‌‌بعد به عنوان اندیس اندازه‌گیری مهارت سینماتیکی ربات منظور می‌گردد. با تعیین ماتریس جرم به عنوان ارتباط دهنده مولفه‌های بردار شتاب مجری نهایی و بردار گشتاوری مفاصل عمل‌کننده، شاخص برآورد مهارت دینامیکی محلی و سراسری ربات ارائه می‌شود. با در نظر گرفتن شاخص‌های عملکردی سینماتیکی و دینامیکی در فضای کاری مکعبی به عنوان توابع هدف، ساختار ربات هگزا با استفاده از الگوریتم زنبور عسل چند هدفه، بهینه می‌گردد. بدین منظور، قیدهای هندسی مناسب شامل محدودیت حرکتی مفاصل یونیورسال و کروی، و قیدهایی به منظور دوری از موقعیت‌های تکین در نظر گرفته می‌شوند. نمودار پارتو مربوط به بهینه‌سازی چند هدفه که نشان‌دهنده پاسخ‌های نامغلوب میباشد، ارائه شده است. همچنین نمودارهای تاثیر تغییر پارمترهای ساختاری ربات هگزا بر مقادیر شاخص‌های عملکردی سینماتیکی و دینامیکی بهینه ترسیم شده و در نهایت توزیع شاخص‌های عملکردی در فضای کاری مورد نظر نشان داده شده است.
