سنتز بازوهای موازی 3T1R با درجات آزادی مستقل با استفاده از پیچه

Abstract

جداسازی درجات آزادی بازوهای موازی علاوه‌ بر طراحی بازوهای موازی با درجات آزادی کمتر، منجر به ساختار مکانیکی ساده‌تر، فضای کاری بیشتر، کنترل ساده‌تر، دقت بیشتر و هزینه ساخت کمتر می‌شود. از جمله این بازوها، بازوی موازی 3T1R شامل سه درجه آزادی انتقالی در فضا و یک درجه آزادی دورانی حول محور ثابت است. طراحان روش‌های سیستماتیک مختلفی را جهت دستیابی به بازوهای موازی با درجات آزادی مستقل ابداع کرده‌اند. در این میان روش پیچه با کاربردی وسیعتر، جهت سنتز نوع بازوهای موازی به کار گرفته شده ‌است. بر اساس دانش نگارنده، سنتز بازوهای موازی با حرکت‌های کاملا ناوابسته بیشتر مورد مطالعه قرارگرفته‌است، حال آنکه سایر انواع درجات آزادی مستقل از این بازوها کمتر مورد توجه بوده ‌است. یکی از انواع درجات آزادی مستقل، گروه‌های ناوابسته حرکتی می‌باشند که در آنها هر گروه از خروجی ها، از یک سری مشخص از مفاصل محرک نتیجه می‌شوند. در این مقاله گروه‌های ناوابسته حرکتی از بازوهای 3T1R بدون درجه آزادی زاید با مفصل اول محرک در هر چهار پا، با استفاده از روش پیچه معرفی شده‌است. از مقایسه معادلات سینماتیکی حاکم بر گروه‌های ناوابسته حرکتی با ماتریس ژاکوبین بر اساس پیچه، علاوه بر تعریف جامع‌ گروه‌های ناوابسته، وضعیت هندسی ممکن رنچ‌های تحریک هر گروه‌ ارائه شده‌است. در نهایت، با استفاده از وضعیت هندسی رنچ‌های تحریک هر گروه، کلیه پاهای ممکن جهت تشکیل بازوی موازی از هر گروه مشخص شده‌است.