تحلیل سینماتیکی یک بازوی مکانیکی موازی صفحه ای با قابلیت حرکت انتقالی محض بر مبنای تجانس هندسی

در این مقاله، یک روبات موازی صفحهای با دو درجه آزادی و قابلیت حرکت انتقالی محض ارائه گردیده و تحلیل سینماتیک و دینامیک آن انجام میشود. ساختار مکانیزم پیشنهاد شده بر مبنای تبدیل هندسی تجانس قرار گرفته است که امکان برخورداری از حرکت انتقالی مجری نهایی بدون هیچگونه دوران و دستیابی به تحرکپذیری مناسب همراه با دقت لازم را فراهم میسازد. در واقع، امکان حرکت دادن مجری نهایی با حفظ یک جهتگیری کاملا ثابت در فضای کاری با بکارگیری ترکیبی خاص از مفاصل لغزشی و کشویی و همچنین اعمال قیدی سینماتیکی بر ترکیب آنها محقق میشود. این بررسی در چند مرحله صورت میگیرد، برای این منظور ابتدا ساختار زنجیره سینماتیکی ارائه شده و تحلیل سینماتیک معکوس و مستقیم انجام میشوند سپس روابط سینماتیکی حاکم بر حرکت آن برای به دست آوردن ماتریس ژاکوبی به عنوان ابزاری مهم در طراحی معرفی می شوند. نکته حائز اهمیت در خصوص طرح پیشنهادی روبات، همگن بودن ابعاد ماتریس ژاکوبی می باشد که با رعایت بعضی نکات در ارائه زنجیره محقق میشود. بدین ترتیب امکان استفاده از شاخصهای سینماتیکی مانند تحرک پذیری، همسانگردی، شاخص سینماتیکی محلی و فراگیر در ارزیابی کیفیت کار آن فراهم میگردد. سپس دقت سینماتیکی بر مبنای ماتریس ژاکوبی انجام شده و اندازه بهینه ای از طول پایه ها با در نظر گرفتن هر دو ویژگی شاخص سینماتیکی فراگیر و فضای کاری به دست آمده است. دقت سینماتیکی این روبات در محدوده خوبی در مقایسه با دیگر روباتهای موازی صفحه ای قرار دارد. به منظور ارزیابی و صحت کارایی روبات، نمونه ای از آن ساخته شد و کارکرد مکانیزم مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج تحلیلی حاکی از دقت سینماتیکی مناسب این روبات در مقایسه با دیگر روباتهای موازی صفحه ای می باشد.

Keywords:

روبات موازی صفحه ای , حرکت انتقالی , شاخص تحرک پذیری , شاخص سینماتیکی فراگیر , تجانس هندسی