مقایسه عملکرد کینتواستاتیکی مکانیزم‌های موازی کروی مستخرج از سنتز نوعی با مدل‌سازی لقی در مفاصل غیر فعال

Abstract

از مکانیزم موازی کروی برای دوران جسم حول یک نقطه ثابت استفاده می‌شود. تاکنون با استفاده از سنتز نوعی، آرایش‌های سینماتیکی مختلفی برای این ربات با سه درجه آزادی دورانی بدست آمده است. متداول‌ترین ساختار مورد استفاده برای این ربات، آرایش سینماتیکی 3-RRR است که ساختاری بیشینه‌مقید بوده و موجب دشواری‌هایی در ساخت و مونتاژ این ربات می‌شود اما در کنار آن مزایایی نظیر دقت زیاد را داراست. در این مقاله دو ساختار نابیشینه‌مقید 3-RRS و 3-RSR مستخرج از سنتز نوعی که قابلیت ساخت دارند، از نقطه نظر دقت بر اساس لقی مفاصل با ساختار بیشینه‌مقید مورد مقایسه قرار گرفته‌اند. بدین منظور ابتدا مدلی برای خطای سکوی متحرک بر مبنای لقی مفاصل معرفی شده است که به یک مسئله بهینه‌سازی محدب منجر می‌شود. سپس بیشینه شش مؤلفه خطای سکوی متحرک در بیش از 1000 جهت‌گیری مختلف از فضای کاری تعریف‌شده برای هر یک از ربات‌ها محاسبه شده است. نتایج نشان دادند که خطای مجری نهایی به پیکربندی ربات بستگی دارد. همچنین با مقایسه نتایج مشخص شد که ساختار 3-RRR خطای جابجایی نقطه‌ای کمتری نسبت به سایرین دارد، در حالی‌که خطای جهت‌گیری ساختار 3-RRS کمتر از دو ساختار دیگر است که نشان می‌دهد می‌توان از ساختارهای نابیشینه مقید به جای ساختار بیشینه مقید در طراحی این ربات استفاده نمود. در نهایت نیز مقایسه‌ای بین شاخص‌های عملکردی کینتواستاتیکی با مدل ارائه‌شده در این مقاله صورت گرفته است و نتایج نشان دادند که شاخص حساسیت سینماتیکی بیشترین مطابقت را با میزان دقت ربات دارد.