رفتارشناسی حرکتی محرک‏های نرم بادی تقویت شده با الیاف بر اساس زاویه‏ی پیچش الیاف

Abstract

محرک‏های الاستومری تقویت شده با الیاف با کمک نیروی سیال تحریک می‏شوند و باتوجه به زاویه‏ی پیچش الیاف به دور بدنه حرکت‏های متفاوتی از خود نشان می‏دهند. افزایش توجه روزافزون به ربات‏های نرم در کاربردهای مختلف، علت مطالعه روی رفتار این گونه محرک‏ها‏ را به خوبی توجیه می‏کند. ‏پژوهش پیش‏ رو به ‏بررسی تاثیر زاویه‏ی پیچش الیاف بر رفتار حرکتی محرک نرم الاستومری تقویت‏شده‌ با الیاف با دو مقطع دایره و نیم‌دایره می‌پردازد. برخلاف پژوهش‏های انجام شده در این زمینه، این مطالعه جنس الاستومر مورد استفاده در ساخت محرک را در نظر می‏گیرد. همچنین برخلاف مطالعات پیشین که در آن‏ها تنها زاویه‏ی تغییر فاز محرک‏های خطی بررسی شده بود، این مطالعه زاویه‏ی تغییر فاز محرک‏های خطی-پیچشی را نیز بررسی می‏کند. مطالعه در دو بخش شبیه‏سازی و ارزیابی تجربی انجام شد. نتایج شبیه‏سازی نشان داد که زاویه‏ی تغییر فاز در محرک‏‏‏ خطی سیلیکونی 54.2 درجه و در محرک سیلیکونی خطی-پیچشی 30 درجه است. این نتایج همچنین نشان داد که در محرک‏های خمشی نیم‏استوانه‏ای بیشینه خمش در زاویه‏ی پیچش الیاف 90 درجه اتفاق می‏افتد. ارزیابی‏های تجربی جهت کسب اطمینان از نتایج شبیه‏سازی صورت گرفت. به این منظور محرک‏های خطی با چهار زاویه‏ی پیچش الیاف 30، 54.2، 54.3، 75 و 85 درجه، محرک‏های خطی-پیچشی با زوایای پیچش الیاف 30، 55، 65 و 85 درجه پادساعتگرد و 45 درجه ساعتگرد و محرک‏ خمشی با زاویه‏ پیچش الیاف 88 درجه ساخته شد و رفتار آن‏ها پس از تحریک ارزیابی شد. نتایج تجربی با حداکثر خطای 14 درصد درستی نتایج شبیه‏سازی را تایید کرد.