طراحی، ساخت و کنترل یک ماژول رباتیکی پیوسته با محرکهای فنر آلیاژ حافظه دار
Abstract
بازوهای رباتیکی پیوسته و انعطاف پذیر کاربردهای ویژه ای در بسیاری از زمینه ها، از جمله ادوات پزشکی دارند. نمونه هایی از این کاربردها، بازوهای رباتیکی مورد استفاده در انجام عملهای جراحی درون بدن، یا ابزار آندوسکوپی و کلونوسکوپی مجاری داخل بدن انسان، مانند مری و روده می باشد. اندازه ی کوچک و قابلیت مانور زیاد، توانمندی این ابزارها را در کاربردهای مورد نظر افزایش می دهد. یکی از محرکهای مفید در کوچک سازی سیستمهای مکاترونیکی، آلیاژهای حافظه دار می باشد. این مواد که معمولاً بصورت محرکهای خطی در سیستمها مورد استفاده قرار می گیرد می توانند نیروهای بسیار زیادی در مقابل وزن خود اعمال نمایند. در این مقاله، با جایگذاری سه فنر آلیاژ حافظه دار در ساختار یک ماژول انعطاف پذیر، مکانیزمی دو درجه آزادی ایجاد شده است. این ماژول، قابلیت ویژه ای در توسعه ی سیستمهای ماژولار رباتیکی، بخصوص بازوهای انعطاف پذیر دارد. ماژول طراحی شده تغییر شکلهای بزرگی داشته و فضای دسترسی مناسبی را فراهم می کند. در این پژوهش، مدلسازی ماژول، به منظور استخراج پارامترهای طراحی و شبیه سازی، مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به خواص پیچیده آلیاژ حافظه دار و وجود نایقینی در مدل، کنترل ماژول مشکل می باشد. از اینرو با به کارگیری الگوریتم کنترلی غیر مدل مبنا، در این مقاله سعی شده است تا شکل نهایی ماژول کنترل گردد. عملکرد کنترلر معرفی شده با آزمایشات تجربی صحه گذاری شده است. فضای کاری گسترده و کنترل پذیری مناسب ماژول استفاده از آن برای کاربردهای واقعی را کاملاً توجیه می نماید.