جایگزین

جایگزین

(a) تصویر کلی، (b) تصویر سطح پایینی.
در مکانیزم بالا سه عملگر منشوری، عضوهای تحت فشار میباشند و سه عضو از اعضای تحت کشش کابلهای غیر قابل انعطاف پذیر و شش عضو کششی باقیمانده فنرهای انعطاف پذیر هستند. این مکانیزم شش درجه آزادی دارد و سه عملگر مکانیزم با تغییر طول خود موجب حرکت صفحه متحرک میشوند. همچنین، مکانیزم شکل 1-8 از سه میله تحت فشار و نه فنر تحت کشش تشکیل شده است. این مکانیزم دارای سه درجه آزادی میباشد و با تغییر طول سه محرک مکانیزم، موقعیت یک گره در فضای کارتزین تغییر داده میشود.
شکل 1-8: مکانیزم تنسگریتی فضایی سه درجه آزادی ارائه شده توسط آرسنالت و گاسلین[14].
همچنین، مکانیزم سه درجهآزادی شکل 1-9 توسط آرسنالت و موهر ارائه شده است[15]. مکانیزم پیشنهادی شامل سه عضو فشاری و شش عضو کششی است. در این تحقیق فضایکاری و سینماتیک مستقیم و معکوس مکانیزم بررسی شده است.
شکل 1-9: مکانیزم تنسگریتی سه درجه آزادی ارائه شده توسط موهر و آرسنالت [15].
تران[16] نیز بر اساس مکانیزم تنسگریتی منشوری T-3یک مکانیزم جدید ارائه کرد. (شکل1-10) در این مکانیزم سه عضو تحت کشش جانبی در تنسگریتی منشوری T-3را میتوان با سه فنر، که بصورت موازی با سه کابل میباشند جایگزین کرد. طول این کابلها و طول میلههای تحت فشار را میتوان برای کنترل شکل مکانیزم تغییر داد. سایر عضوهای کششی در صفحهی بالایی و پایینی، کابلهای انعطاف ناپذیر میباشند.
شکل 1-10: مکانیزم تسگریتی تران[16].
در ادامه مارشال [17] استدلال کرد چون اعضای کششی موجود در صفحات بالایی و پایینی در مکانیزم ارائه شده توسط تران غیر قابل انعطاف هستند و شکل آنها تغییر نمیکند، میتوان آنها را با صفحات صلب جایگزین کرد و به این ترتیب یک مکانیزم موازی تنسگریتی با شش درجه آزادی ارائه کرد (شکل 1-11) که در آن محرکها توسط مفاصل کروی به صفحات ثابت و متحرک متصل شدهاند. در این مکانیزم برای اینکه عضوهای انعطاف پذیر همواره تحت کشش قرار داشته باشند نیاز به اعمال نیروی خارجی است. در ادامه شکر فروش [18] با معکوس کردن مکانیزم مارشال یک مکانیزم جدید پیشنهاد داد که به دلیل اعمال نیروهای گرانشی عضوهای انعطاف پذیر همواره تحت کشش قرار دارند و نیازی به اعمال نیروی خارجی نمیباشد.
شکل 1-11: مکانیزم تسگریتی مارشال[17].
تور و همکاران یک مکانیزم تنسگریتی فضایی جدید پیشنهاد دادند. (شکل 1-12) این ربات از سه میله و نه فنر منفعل ساخته شده است. طول میلهها جهت کنترل ربات قابل تغییر است. سه گرهی بالایی مکانیزم میتوانند در سه جهت حرکت کنند در حالی که سه گرهی پایینی مکانیزم ثابت شدهاند. در ربات تنسگریتی مذکور با توجه به وجود فنرهای منفعل، با تعداد محرکهایی کمتر از تعداد درجات آزادی میتوان ربات را کنترل کرد. مرکز جرم صفحهی متحرک به عنوان بردار خروجی در نظر گرفته شده است که با سه محرک کنترل میشود و سایر درجات آزادی ربات به نحوی تعیین میشوند که انرژی پتانسیل سیستم مینیمم شود.
شکل 1-12: مکانیزم تنسگریتی سه درجه آزادی ارائه شده توسط تور[19].
ربات نمایش داده شده در شکل 1-13، توسط اوفر شای و همکاران طراحی و ساخته شده است. هر طبقه از این مکانیزم دارای سه محرک منشوری و سه کابل میباشد. با کنترل نیرو در یکی از فنرها میتوان صلبیت در ساختار ربات در حرکت از یک موقعیت به موقعیت دیگر را تضمین کرد. در شکل زیر یک ربات با دو طبقه نمایش داده شده است[20و21].
شکل 1-13: مکانیزم تنسگریتی ارایه شده توسط اوفر شای و همکاران[20].
یک مکانیزم سه بعدی توسط کران و مون ارائه شده است. این مکانیزم در شکل 1-14 نمایش داده شده است و در آن صفحهی متحرک توسط هفت بازوی انعطاف پذیر به پایهی ربات متصل شده است. هر بازو شامل یک فنر است که بصورت سری به یک پیستون متصل شده است. با تغییر طول قسمت پیستونی حرکت مکانیزم کنترل میگردد. در این تحقیق تنها استاتیک مکانیزم مورد بررسی قرار گرفته است[22].
شکل 1-14: مکانیزم تنسگریتی فضایی ارائه شده توسط کران و مون[22].
همچنین، این محققان در ادامه، یک مکانیزم تنسگریتی صفحهای مشابه مکانیزم بالا ارائه کردهاند (شکل 1-15). صفحهی متحرک این مکانیزم توسط چهار بازو به پایهی ربات متصل شده است. در این تحقیق دو مساله بصورت تحلیلی بررسی شده است. در مساله اول، ثابت فنرها و طول آزاد چهار فنر داده شده است و طول چهار پیستون با در نظر گرفتن شرایط زیر تعیین شده است:
جسم متحرک در یک موقعیت دلخواه قرار گیرد.
با اعمال یک رنچ خارجی مکانیزم در تعادل باشد.
انرژی پتانسیل ذخیره شده در فنرها برابر یک مقدار مشخص باشد.
در مساله دوم، طول آزاد فنرها داده شده است و با در نظر گرفتن شرایط اول و دوم و با در نظر گرفتن یک مقدار ثابت برای ماتریس سفتی، ثابت فنرها و طول پیستونها بدست آورده شده است[23و 24].
شکل 1-15: مکانیزم تنسگریتی صفحهای ارائه شده توسط کران و مون[23و 24].

Share