تحلیل عملکرد ربات های متحرک شنی دار و شبیه سازی حرکت آنها بر روی سطوح مختلف

تعداد 143صفحه  درword

کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک-گرایش طراحی کاربردی

تحلیل عملکرد ربات های متحرک شنی دار و شبیه سازی حرکت آنها

 بر روی سطوح مختلف

چکیده

در میان ربات های متحرک، با توجه به سطح تماس بیشتر وسایل نقلیه شنی دار با بستر، تغییر جنس بستر بر عملکرد ربات تاثیر بسزایی دارد. در نتیجه پیش بینی تعاملات بین بستر و ربات های شنی دار می تواند در پیش بینی عملکرد آن ها در شرایط مختلف مفید باشد. از طرفی در صورت مجهز بودن ربات های متحرک به بازوی رباتیکی، اثر متقابل بازو و ربات باید مورد بررسی قرار گیرد. لازم به ذکر است که وجود بازوی رباتیکی بر روی ربات متحرک، مخصوصاً زمان حمل بار، سبب افزایش ارتفاع مرکز جرم می شود. این مسأله سبب افزایش احتمال واژگونی ربات می گردد، در صورتی که ربات می تواند با استفاده از بازوی خود پایداری خود را حفظ کند.در این پروژه ربات متحرک شنی دار MRP به همراه بازوی رباتیکی 5 درجه آزادی، موجود در آزمایشگاه مکاترونیک دانشگاه تربیت مدرس، با استفاده از نرم افزار یونیورسال مکانیزم مدل سازی شده و پس از تأیید صحت مدل شبیه سازی شده طی تست آزمایشگاهی، جهت نشان دادن تاثیر شرایط محیطی و پارامتر های ربات بر عملکرد آن، رفتار دینامیکی مدل شبیه سازی شده در شرایط مختلف بررسی شده است.در ابتدا عملکرد ربات شبیه سازی شده در بستر های با جنس مختلف بررسی شده است. که در نتیجه جنس بستر به عنوان عاملی مهم در عملکرد ربات باید در طراحی و بررسی ها مورد توجه قرار گیرد. یکی از خواص تأثیرگذار بستر بر عملکرد ربات، میزان فرورفتگی در بستر می باشد در صورتی که در برخی تحقیقات جهت ساده سازی روابط، بستر صلب در نظر گرفته شده است. به منظور نشان دادن اهمیت فرورفتگی، عملکرد مدل شبیه سازی شده در دو حالت بستر صلب و بستر غیر صلب مقایسه شده است. در مرحله بعدی مدل ساده ای از سیستم تعلیق به مدل اضافه شده و عملکرد آن بررسی شده که در نتیجه کاهش نوسانات و نیرو های ضربه ای مشاهده شده است. در ادامه به منظور بررسی تعاملات بازو و ربات، با مدلسازی بازوی رباتیکیبر روی ربات، اثر متقابل بازو و ربات بررسی شده است. این اثر متقابل به صورت افزایش لغزش، نیرو های ضربه ای، نوسانات بیشتر و انحراف ازمسیر برای ربات و به صورت افزایش گشتاور وارده به مفاصل و انحراف کارگیر از مسیر مشاهده شده است. و در آخر با هدف جلوگیری از واژگونی ربات در شرایط مختلف و افزایش پایداری، پس از تعیین وضعیت پایداری ربات با استفاده معیار پایداری نیرو-زاویه، یک الگوریتم پایدارسازبرای ربات طراحی شده است.این الگوریتم پایدارسازبا جابجایی کارگیر پایداری ربات را حفظ می نماید. با استفاده از معیار پایداری و تست های عملی نشان داده شده است که حضور نیرو های دینامیکی، پایداری را تحت تاثیر قرار می دهد و هم چنین محل مناسب کارگیر می تواند سبب افزایش محدوده کاری ربات گردد به طوری که حداکثر شیب عرضی پایدار برای ربات افزایش می یابد.

کلید واژه: ربات شنی دار، شنی، بازوی رباتیکی، فرورفتگی، تعامل شنی-بستر، تعامل بازو-ربات، پایداری