سینماتیک مستقیم و معکوس و طراحی مسیر بازوی مکانیکی هیبریدی (سری-موازی)
چکیده
افزایش نسبت استحکام به وزن بازوی مکانیکی سری از نظر کاربردی اهمیت خاصی دارد, به نحوی که بازوی مکانیکی با استحکام بالا، فضای کاری بزرگ و وزن کم مورد نیاز است. اغلب، بازوی مکانیکی سری شش درجه آزادی سنتی، شش مفصل چرخشی دارد و دارای فضای کاری بزرگی می باشد. با این حال به منظور افزایش استحکام لازم است یا استحکام ساختاری مفاصل یا استحکام ساختاری رابط ها از طریق افزایش وزن، افزایش یابد. بازوی مکانیکی موازی مانند سکوی استوارت گاف (sgp) بسیار مستحکم است به طوری که نسبت استحکام به وزن بالا است ولی دارای فضای کاری کوچکی می باشد. با استفاده از بازوی مکانیکی هیبریدی سعی می شود از خصوصیات مثبت هر دو نوع بازوی مکانیکی، بازوی مکانیکی با نسبت استحکام به وزن بالا و فضای کاری بزرگ ایجاد شود. سکوی گریف دافی (gdp) پیکربندی ویژه از سکوی استوارت گاف است. در بسیاری از پیکربندی هایsgp با حرکت خود به خودی مواجه هستیم. وقتی یک بازوی مکانیکی بدون دخالت محرک حرکت می کند، دارای حرکت خود به خودی است. در این پایان نامه یک پیکربندی خاص از gdp(که توسط حرکت خود به خودی یک درجه آزادی تعریف می شود) به عنوان اتصال سینماتیکی مورد استفاده قرار می گیرد. با جایگزین کردن مفاصل بازوی مکانیکی6r تلاش می گردد استحکام بدون افزایش قابل توجه وزن افزایش یابد. اتصال سینماتیکی که از gdp برای ساخت استفاده می کند، اتصال a نامیده و بازوی مکانیکی که n اتصال a به عنوان مفصل دارد بازوی مکانیکیna نامیده می شود. قرار دادن اتصال جدید نیاز به بررسی سینماتیک بازوی مکانیکی دارد. در این پایان نامه به بررسی سینماتیک مستقیم و معکوس و طراحی مسیر بازوی مکانیکیa پرداخته می شود. در این جا نشان داده شده است که سینماتیک مستقیم بازوی مکانیکیa پیچیده تر از بازوی مکانیکیr نمی باشد در حالی که سینماتیک معکوس بیشتر به چالش کشیده می شود. در این پایان نامه یک الگوریتم برای حل مشکل سینماتیک معکوس (به دست آوردن مجموعه متغیرهای مفصلی که مجری نهایی بازوی مکانیکی را در محل مطلوب قرار می دهد) با استفاده از نگاشت سینماتیکی پیشنهاد شده است. الگوریتمی که به کار می رود از لحاظ تئوری بازوی مکانیکی 4a را به دو زیر زنجیره 2a می شکند. برای هر زنجیره جدید تکنیکی مورد استفاده قرار می گیرد که نگاشت سینماتیکی نامیده می شود، که تغییر مکان مجری نهایی هر زیر زنجیره به عنوان نقاطی در فضای تصویری هفت بعدیp^7 را نشان می دهد. مجموعه همه نقاط قابل دسترس توسط هر زنجیره مجموعه محدودیت نامیده می شود. با تقاطع مجموعه محدودیت زیر زنجیره در p^7 حل مسئله سینماتیک معکوس برای زنجیره a به دست می آید. سپس طراحی مسیر بازوی مکانیکی 4a با استفاده از چند جمله ای های درجه سوم در فضای مفصلی با استفاده از موقعیت شروع و پایان مجری نهایی ارائه شده است.