محاسبه گشتاور محرک مفاصل ربات با استفاده از دینامیک معکوس

اتوماسیون در بخش های مختلف صنعت و کارهای تولیدی در چند دهه اخیر ظهور پیدا کرده است و روز به روز نیز در حال توسعه می باشد. ربات ها جدیدترین مرحله تلاش انسان جهت صنایع اتوماتیک به شمار می روند. یک ربات همه منظوره باید شش درجه آزادی ایجاد کند. سه درجه آزادی برای رسیدن به موقعیت مورد نظر که توسط بازو به آن می رسد. سه درجه دیگر برای جهت گیری که توسط مچ پوشش داده می شود. در یک بازوی مکانیکی ربات که دارای زنجیره ای از بازوهاست تعداد مفاصل برابر است با درجه آزادی ربات. به مفاصل بین بازو و مجری نهایی مچ گفته می شود. مجری نهایی گیره ای است که ابزار به آن متصل شده و کار انجام می دهد. مفاصل ربات در این مقاله دورانی در نظرگرفته شده اند. حرکت شناسی و شبیه سازی مطالعات برای کنترل ربات ضروری است. در این مقاله گشتاور محرک مفاصل ربات (کمر، شانه، آرنج، بازو، مچ با چرخش آزاد قسمت بیرونی، مچ با چرخش آزاد قسمت داخلی) با استفاده از دینامیک معکوس محاسبه شده است. دانستن نیروها و گشتاورهای عکس العمل زمین در کنار دانستن دینامیک هر یک از قسمت های بدن، حل معادلات حرکت بر پایه معادلات نیوتن-اویلر را میسر می کند. برآیند نیروها و گشتاورهای وارد به هر مفصل در هر یک از فازهای سیکل حرکتی، از طریق معادلات حرکت بدست می آیند. این روش محاسباتی به عنوان دینامیک معکوس شناخته می شود. به عنوان مثال در آزمایش حرکت مشعل جوشکاری باید گشتاور مفصل شانه تقریبا در محدوده 50 الی 220 نیوتن بر مترمربع تغییر کند تا مشعل بتواند نتیجه مطلوب را به دست آورد.

Keywords:

موتورهای dc بدون جاروبک , سیمیولینک , موتورهای سنکرون مغناطیس دایم , ربات , دینامیک معکوس