شبیه سازی

شبیه سازی

در مثال بعدی، مکانیزم از موقعیت در مدت زمان 5 ثانیه در موقعیت تعادلی قرار داده خواهد شد و مشابه مثال قبلی نمودارهای نیروی اعمالی در محرکها، موقعیت و سرعت مکانیزم رسم شده است.
شکل 3-7: نیرو در محرکهای مکانیزم تنسگریتی.
شکل 3-8: تغییرات مختصات تعمیم یافته.
شکل 3-9: تغییرات سرعت مکانیزم.
شبیه سازی و ساخت مکانیزم تنسگریتی 3-PUS
4-1 مقدمه:
در این فصل، یک مکانیزم تنسگریتی فضایی جدید، با توجه به تنسگریتی منشوری T-3، معرفی گردیده است. مکانیزم پیشنهادی از سه میله و سه فنر خطی جانبی و سه محرک در پایه ربات تشکیل شده است. طول قسمت کابلی توسط سه موتور در پایهی ربات تغییر داده میشود. همچنین لازم است اشاره شود، این مکانیزم، مشابه مکانیزمهای ارائه شده در فصلهای پیشین، میتواند به عنوان سنسور جهت اندازهگیری نیروها و گشتاورهای خارجی مورد استفاده قرار گیرد و در ضمن، دارای نسبت بار به جرم قابل توجهی است.
در این فصل، سینماتیک معکوس مکانیزم پیشنهادی حل گردیده است. در ادامه، نیروی تعمیم یافتهی ناشی از فنرهای جانبی و نیروی تعمیم یافتهی محرکها بدست آورده شدهاند و معادلات استاتیکی مکانیزم استخراج گردیدهاند. لازم است اشاره شود، جهت آنالیز این مکانیزم، معادلات استاتیکی و سینماتیکی بصورت همزمان مورد بررسی قرار گرفتهاند.
در ادامه ربات تنسگریتی پیشنهادی، ساخته شد و کارایی مدل پیشنهادی بررسی گردید. این مکانیزم نسبت به رباتهای مشابه، با هزینه کمتری قابل ساخت است و در ضمن دارای ویژگیهای منحصر به فردی نسبت به آنها است.

4-2 معرفی مکانیزم:
مکانیزم پیشنهادی در شکل (4-1) نمایش داده شده است. این مکانیزم بر اساس سازهی تنسگریتی منشوری طراحی شده و از سه میله تحت فشار و نه عضو کششی تشکیل شده است. سه عضو از اعضای تحت کشش در صفحهی بالایی، کابلهای غیر قابل انعطاف میباشند و هر یک از سه عضو کششی جانبی، عضوهای انعطافپذیر (فنر) میباشند. سه کابل انعطاف ناپذیر در پایهی مکانیزم فعال هستند. طول قسمت کابلی توسط قرقرهای که در صفحه ثابت قرار گرفته است تنظیم میشود و طول کابلها را میتوان برای کنترل شکل مکانیزم تغییر داد. در این مکانیزم چون اعضای کششی موجود در صفحهی بالایی مکانیزم غیر قابل انعطاف میباشند و شکل آنها تغییر نمیکنند، میتوان آنها را با یک صفحهی صلب جایگزین کرد. همچنین، مدل واقعی مکانیزم پیشنهادی در شکل (4-2) نمایش داده شده است.
شکل 4-1: مکانیزم تنسگریتی 3-PUS.
شکل 4-2: نمای جانبی مکانیزم تنسگریتی ساخته شده.
نمودار حرکتی مکانیزم تنسگریتی در شکل (4-3) نمایش داده شده است. با توجه به این نمودار، میتوان نشان داد که مکانیزم از هشت جسم صلب و نه مفصل شامل سه مفصل منشوری با درجه آزادی و سه مفصل یونیورسال با درجه آزادی و سه مفصل کروی با درجه آزادی تشکیل شده است. با توجه به رابطهی چبیشف-گروبلر درجه آزادی مکانیزم بصورت زیر بدست آورده میشود.
(4-1)
شکل 4-3: نمودار حرکتی مکانیزم تنسگریتی.
در مکانیزم پیشنهادی، تعداد درجات آزادی سیستم از تعداد محرکها بیشتر است. موقعیت مرکز جرم صفحهی متحرک به عنوان بردار خروجی و زوایای اویلر ، و با توالی 1-2-3 به عنوان مختصات غیر کنترلی در نظر گرفته شده اند.
(4-2)
(4-3)
بردار ورودی، متناظر با طول قسمت کابلی سه محرک منشوری مکانیزم، بصورت زیر فرض شده است. در این مکانیزم، سه محرک منشوری حرکت انتقالی صفحهی متحرک را کنترل میکنند.

Share