مدلسازی و آنالیز رفتار خمشی عملگر نرم پنوماتیکی ساختار شبکه‌ ای با مدل‌های هاپیرالاستیک

Abstract

ربات‌های نرم که از مواد هایپر الاستیک ساخته می‌شوند، به طور گسترده در صنایع،حمل و نقل و پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. طراحی و تحلیل رفتار عملگر‌های نرم که بخش اصلی ربات‌های نرم را شامل می‌شود، به دلیل ماهیت غیر خطی مواد هایپرالاستیک، پروسه‌ای چالش برانگیز است. این مقاله تاثیر پارامتر‌های هندسی از جمله ضخامت دیواره‌ها، فاصله بین محفظه‌ها، ضخامت لایه های پایینی اول و دوم، ضخامت دیواره های جانبی، شکل سطح مقطع و انتخاب جنس ماده در ساخت عملگر را بر رفتار خمشی، تنش‌های ایجاد شده در دیواره‌های داخلی و نیروی حاصل نوک عملگر را مورد بررسی قرار داده است تا حالت بهینه هندسه و بهترین ماده با هدف ایجاد بیشترین زاویه خمش و بیشترین نیروی نوک عملگر بدست آید. برای مدل سازی دقیق رفتار مواد مهم سازنده عملگر نرم از قبیل: DS30، TPU،EF30 وRTV2، پیش بینی پنج مدل هایپرالاستیک نئوهوکین، یئو سه پارامتری، آگدن ۱، آگدن ۲ و مونی ریولین با رفتار تنش-کرنش بدست آمده از تست کشش تک جهته این مواد مقایسه شده و دقیق ترین مدل برای هر ماده انتخاب گردیده است. نتایج نشان می‌دهند، با کاهش ضخامت دیواره‌ها، فاصله بین محفظه‌ها، ضخامت لایه‌های پایینی و استفاده از سطح مقطع مربع و ماده RTV2، بیشترین زاویه خمش عملگر بدست می‌آید.