ارزیابی عملکرد سینماتیکی و دینامیکی یک ربات موازی چهار درجه آزادی

Abstract

در این مقاله عملکرد یک ربات موازی چهار درجه آزادی با حرکت شون‌فلیس بررسی شده است. اینرسی پایین این ربات، مزیتی برای کاربری جابجایی اشیاء سبک است. این کاربرد، عموماً سرعت و شتاب بالایی نیاز دارد؛ لذا عملکرد دینامیکی ربات از اهمیت بالایی برخوردار است. از طرفی در ربات‌های موازی، فضای کار محدود بوده و تکینگی‌های درون آن، فضای کاری را محدودتر نیز می‌کنند. از این‌رو با تمرکز بر دو حوزه سینماتیک و دینامیک، رفتار عملکردی ربات در فضای کار مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور تحلیل سینماتیک، با استفاده از روش هندسی، معادلات قید استخراج و سپس با تحلیل سرعت، ماتریس‌های ژاکوبین تعیین شده‌اند. فضای کار ربات با لحاظ نمودن معادلات قید و محدودیت مفاصل به صورت جستجوی نقطه به نقطه فضا، به‌دست آمده و با مطالعه ماتریس‌های ژاکوبین معکوس و مستقیم، وضعیت و نوع تکینگی‌ها درون فضای کار تعیین شده است. در ادامه، معادلات دینامیکی حاکم بر ربات به روش اویلر-لاگرانژ استخراج، و نتایج حل مسائل سینماتیک و دینامیک با خروجی شبیه‌سازی مکانیزم در نرم‌افزار ادمز اعتبارسنجی شده است. علاوه بر این به منظور ارزیابی عملکرد ربات، زوایای فشار برای نشان دادن کیفیت انتقال حرکت/نیرو و شاخص‌های مبتنی بر ماتریس اینرسی برای به تصویر کشیدن رفتار دینامیکی به‌کار گرفته شده است.