به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

parallel robot

در نشریات گروه مکانیک
تکرار جستجوی کلیدواژه parallel robot در نشریات گروه فنی و مهندسی
  • Oveas Gholami, Behnam Miripour Fard *
    This paper delves into the dynamic modeling and simulation of the conjoined twins 3RPRS (CT-3RPRS) robot, a cutting-edge parallel spatial robot known for its kinematic efficiency and expansive accessible workspace. The CT-3RPRS robot is equipped with six actuators, comprising three prismatic and three revolute actuators, which contribute to its unique constrained structure. To thoroughly analyze the robot's kinematics and kinetics, the Jacobian matrix and Lagrange multipliers are employed, respectively. The motion equations for the CT-3RPRS robot are derived using both the Euler-Lagrange and virtual work methods. These equations are subsequently verified to ensure their equivalence. The comprehensive modeling processes are rigorously validated through MATLAB simulations, providing a robust framework for analysis. Additionally, the results obtained from MATLAB are corroborated using SimScape, further confirming the accuracy and reliability of the dynamic models. This study highlights the CT-3RPRS robot's dynamic features and the effectiveness of the employed modeling techniques. The findings underscore the robot's potential applications in various fields requiring precise and efficient spatial manipulation. Furthermore, validating the dynamic models through dual simulation platforms emphasizes the robustness of the proposed methodologies.
    Keywords: CT-3RPRS, Parallel Robot, Dynamics, Simulation
  • سعید خسروی، مریم قصاب زاده سر یزدی*
    در این مقاله یک ربات موازی 5 درجه آزادی با مجری نهایی خطی بررسی می شود. در این ربات توانایی جهت گیری مجری نهایی در فضای کاری، مزیتی برای انجام فرایند ماشینکاری سطوح پیچیده است. با در نظر گرفتن چنین کاربردی، تحلیل عملکرد دینامیکی ربات از اهمیت بالایی برخوردار است. از طرفی ربات های موازی، فضای کاری محدودی دارند و تکینگی های درون آن ها، فضای کاری را محدودتر می کند. از این رو با تمرکز بر دو حوزه سینماتیک و دینامیک، در این مقاله رفتار عملکردی این ربات در فضای کاری مورد مطالعه قرار می گیرد. به منظور انجام تحلیل سینماتیکی، با استفاده از روابط هندسی و برداری، معادلات قید استخراج و به تبع آن، معالات حاکم بر سرعت و شتاب ربات بدست می آید. سپس با بکارگیری تیوری پیچه ماتریس ژاکوبین استخراج و با بررسی آن وضعیت تکینگی ها درون فضای کاری تعیین می گردد. با در نظرگرفتن تکینگی و محدودیت های فیزیکی و هندسی، الگوریتمی برای محاسبه فضای کاری ارایه می شود. همچنین با استفاده از ماتریس ژاکوبین، شاخص سینماتیکی چالاکی بعنوان معیاری برای نزدیکی ربات به نقاط تکینه بررسی می گردد. در ادامه، معادلات دینامیکی حاکم بر ربات با استفاده از تیوری پیچه که مزایای هردو روش اویلر-لاگرانژ و نیوتن را داراست، استخراج گردیده و نتایج حل مسایل سینماتیک و دینامیک با خروجی شبیه سازی مکانیزم در محیط سیمولینک متلب اعتبارسنجی می شود.
    کلید واژگان: سینماتیک و دینامیک، فضای کاری، تکینگی، تئوری پیچه، ربات موازی
    Saeed Khosravi, Maryam Ghasabzadeh Saryazdi *
    This paper examines a parallel robot with 5 degrees of freedom with a linear platform. Parallel robots, have a restricted workspace, and singularities make the workspace even more confined. So the behavior of the robot in the working place is examined by focusing on kinematics and dynamics. To do kinematic analysis, the constraint equations are developed using the geometric relations, and the speed and acceleration equations of the robot are derived. The jacobian matrix is then calculated using the screw theory, and the state of the singularities in the workspace is determined based on the jacobian matrix. Considering the singularity and physical and geometric limitations, an algorithm for calculating the workspace is presented. In addition, the kinematic index of dexterity is investigated using the jacobian matrix as a measure of the robot's closeness to the singular configurations. The results of solving kinematic and dynamic problems are validated with the output of the simulation in MATLAB software.
    Keywords: Kinematics, Dynamics, Singularity Analysis, workspace Analysis, Screw Theory, Parallel robot
  • امیر هاشمی دستجردی، محمد مراد شیخی*، مهدی طالع ماسوله

    از آنجایی که سینماتیک مستقیم در ربات های موازی پیچیدگی بیشتری دارد و اغلب به یک راه حل تحلیلی منجر نمی شود، در اکثر مطالعات، سینماتیک معکوس برای کالیبراسیون ربات موازی ترجیح داده شده است. در این مطالعه از یک روش که نیاز به حل کامل سینماتیک مستقیم ندارد، برای کالیبراسیون استفاده شده است. در روش پیشنهادی تغییرات موقعیت عملگرنهایی نسبت به تغییرات ابعادی پارامترهای سینماتیک محاسبه شده و سپس با خطی سازی روابط امکان لازم برای استفاده از الگوریتم حداقل مربعات خطی فراهم شده است. مدل ارایه شده مانند مدل مرجع صفر و روش های مبتنی بر حاصل ضرب نمایی تنها از یک مختصات مرجع ثابت کمک می گیرد و برخلاف مدل دنویت-هارتنبرگ مشکل تکینگی ندارد. در شبیه سازی نشان داده شد که الگورریتم پیشنهادی با تعداد کمی از نقاط انتخابی و با سرعت بالا، در کسری از ثانیه در چند تکرار اولیه به جوابی در محدوده نانومتر می رسد. نیز با استفاده از دید استریو به صورت عملی، نظری ارایه شده مورد آزمایش قرار گرفت و نشان داد که الگوریتم پیشنهادی می تواند به دقت ابزار اندازه گیری مشابه نتایج شبیه سازی برسد.

    کلید واژگان: ربات های موازی، کالیبراسیون سینماتیک، ربات موازی دلتا، دقت ربات، حداقل مربعات خطی، دید استریو
    A. Hashemi Dastjerdi, M. M. Sheikhi *, M. Tale Masoule

    Since forward kinematics in parallel robots has more difficulty and often does not lead to an analytical solution, in most studies, inverse kinematics has been preferred for parallel robot calibration. In this study, a technique was presented that does not need to completely solve direct kinematics. With the help of the forward kinematics, variation of the end effector with respect to the deviation of the kinematics parameters has been calculated. Then, by linearizing the equations, the possibility to use the linear least squares has been provided. The presented model like Zero-Reference model and Product of Exponential Formula, only uses one fixed reference frame and unlike D-H model does not have singularity problems. In the simulation, it was shown that the algorithm with a small number of selected poses and with high speed in a fraction of a second by a few iterations reaches an answer in the range of nanometers. Also, by using stereo vision, the presented theory was experimentally examined and shown that the proposed algorithm can reach the accuracy of the measuring instrument, similar to the simulation results.

    Keywords: Parallel Robot, Kinematics Calibration, Delta Parallel Robot, Robot Accuracy, Least Square, Stereo vision
  • علی حیدر فعله گری، سید جواد احمدی*

    در اغلب مسایل ربات های موازی کابلی افزونه نرم انرژی بردار ورودی کنترل بهینه سازی شده است لیکن با وجود جنبه های مثبت آن مانند همواری و مشتق پذیری، در مساله ربات کابلی افزونه حاضر که ساختار کابل فقط در محدوده مثبت، مفهوم فیزیکی دارد، استفاده از تابع هزینه خطی از جنبه مدلسازی ریاضیاتی کافی می باشد. با این جایگزینی، بدون ایجاد خدشه در برقراری تحدب، مساله بهینه سازی روی ربات مذکور با حد پایین کشش و حد بالای گسیختگی و قید مساوی نیروی کشش کابل ها و پلتفرم متحرک حل شده است. نتایج شبیه سازی بیانگر این است که درحالی که جایگزینی مذکور در تابع هزینه تاثیر محسوسی در زمان حل مساله بهینه سازی با روش های عددی ندارد، کاهش در میانگین زمان صرف شده جهت دستیابی به پاسخ بهینه، حدود 3 برابر نسبت به روش تحلیلی با تابع هزینه دو مجذوری و به میزان حداقل 80 برابر نسبت به روش های عددی حاصل می شود.

    کلید واژگان: ربات موازی، ربات کابلی، ربات موازی افزونه، تحلیل افزونگی، حل تحلیلی
    Ali Haydar Felegari, Javad Ahmadi *

    In most research on parallel cable robots, control input energy norm (with two-squared cost function), also known as the least-squares method is widely used, but in addition to the advantages of this method, such as smoothness and differentiable, in the case of the current cable robot, where the cable structure has a physical meaning only in the positive range, using the linear cost function is sufficient in terms of mathematical modeling. With this replacement, without compromising the convexity, the optimization problem on the robot is solved with the low tensile limit and the high rupture limit, and the equal constraint tensile strength of the cables and the moving platform. The simulation results show that while the mentioned the alternative in the cost function does not have a significant effect on solving the optimization problem with numerical methods, the reduction in the average elapsed time to achieve the optimal solution is about 3 times, compared to the analytical method with the two-squared cost function, and is obtained at least 80 times that of numerical methods.

    Keywords: Parallel robot, Cable Robot, Redundant Parallel Robot, Redundancy Resolution, Analytical Solving
  • Balgaisha Mukanova *
    The control problem of the dynamics of actuators is considered to obtain a given optimal movement of the end-effector for a parallel Dexterous Twin Arms Robot (DexTAR). The trajectory is assumed to be known in advance, and the law of motion along the trajectory is given from some optimality conditions. The equations of dynamics of the robot are written under the condition that the leading rods are driven by torques of a symmetrically arranged pair of engines. The solutions of the direct and inverse kinematic problems are presented as auxiliary material. The resulting nonlinear motion equations are derived. A numerical example shows that the equations can be simplified neglecting the change in the angle between the rods at the end-effector. Numerical examples of calculating the torques are given.
    Keywords: Robot dynamics, Dynamics inverse problem, Optimal motion, Robot control, Parallel robot
  • حامد چلنگری جویباری، مهدی طالع ماسوله*، بهنام داداش زاده
    ربات های با مکانیزم موازی در مقایسه با ربات های سری، دارای مزیت هایی از جمله دقت بالا، نسبت بالای بار اعمالی به وزن ربات و همچنین سختی بالاتر هستند که موجب استفاده از این مکانیزم ها در کاربردهای دقیق می شود. درنظرگرفتن رفتار سختی مکانیزم، یکی از جنبه های مهم در حین طراحی است که باعث می شود دقت مطلوب با توجه به کاربرد مورد نظر حاصل شود. هدف از این مقاله، ارزیابی سختی و خطاهای ناشی از نرمی مکانیزم یک ربات موازی سه درجه آزادی است. به همین منظور میزان جابه جایی مجری نهایی به ازای بار اعمالی به صورت شبیه سازی و عملی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا مکانیزم موازی مورد مطالعه در این مقاله معرفی و ویژگی های آن بیان شده است. سپس، سختی مکانیزم با استفاده از روش آنالیز المان محدود مدل می شود و با اعمال شرایط مرزی مورد نظر، رفتار سختی مکانیزم ربات در موقعیت های معین مجری نهایی مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه، به منظور راستی آزمایی نتایج به دست آمده از مدل سازی سختی، دستگاهی نوین به منظور اندازه گیری سختی مکانیزم، معرفی و نحوه کار با آن دستگاه نیز شرح داده شده است. با استفاده از این دستگاه، رفتار سختی مکانیزم ربات در موقعیت های مشابه اندازه گیری شده است. در انتها، جواب مدل سازی سختی و نتایج به دست آمده از اندازه گیری عملی، گزارش و با هم مقایسه می شوند که نشان می دهد ربات با مکانیزم موازی مورد مطالعه در این مقاله، دارای رفتار سختی مناسب بوده و در کاربردهای دقیق مورد اطمینان و قابل به کارگیری است.
    کلید واژگان: ربات موازی درجه آزادی محدود، مدل سازی سختی، روش آنالیز المان محدود، دستگاه اندازه گیری سختی
    H. Chalangari Juybari, M. Tale Masouleh*, B. Dadash Zadeh
    Parallel robots have a lot of compared to their counterparts, serial robots, such as higher accuracy, more load to weight ratio, and higher stiffness, which contribute to their various, and precise applications. Stiffness of the robot, as one of the most crucial parameters which should be considered in of the robot, the desired application. In this paper, an experimental study is investigated on evaluation of the robot’s stiffness and the errors corresponding to of the mechanism, which indicate the displacement of -effector of the robot with respect to external imposed forces. The aim of this paper is to evaluate the stiffness and the errors due to the softness behavior of the mechanism of a 3 degree of freedom (3-DoF) parallel robot; for this end, the amount of transfer of the final executor to the applied load is simulated. First, the 3-DoF decoupled robot is introduced and its features are expressed and the stiffness of the mechanism is modeled using Finite Element Method (FEM). Then, of the mechanism is determined in different positions of the end-effector by considering predefined boundary conditions. In order to evaluate the obtained model of the robots’ stiffness, a novel experimental setup is developed to measure the stiffness of the mechanism. By employing the setup, of the robot is measured in different conditions. Finally, the output results of the stiffness model are compared to the experimental tests. The results reveal that the 3-DoF decoupled parallel robot shows a proper stiffness behavior. Hence, it can be employed in various applications with high precision.
    Keywords: Parallel Robot, Stiffness Modeling, Finite Element Method, Measuring Stiffness Platform
  • قاسم عباس نژاد، مهدی طالع ماسوله*
    با توجه به یکی از معایب ربات های کابلی موازی در توانایی محدود تحمل گشتاور و فضای کاری دورانی نسبتا کوچک، در این مقاله روشی برای تعیین پیکربندی بهینه ربات ها ی کابلی موازی قابل انطباق با پایه ها ی متحرک برای بهترکردن عملکرد این ربات ها ارایه می شود. در این ربات ها ، مکان پایه ها ی متحرک اتصال کابل ها با توجه به حرکت مجری نهایی بر مسیر آن توسط عملگرها تغییر داده می شوند. در پیکربندی تعیین شده، هر گشتاور- نیروی اعمالی بیرونی، با نیروهای اعمالی توسط کابل ها برای تمام موقعیت ها ی مجری نهایی در نزدیکی موقعیتی از آن متعادل می شود. بزرگ ترین محدوده دایره ای گشتاور- نیروی بسته به مرکز یک نقطه دلخواه از مسیر برای یک محدوده مشخص دوران حول یک دوران مرجع محاسبه می شود. با درنظرگرفتن مساحت این ناحیه ها و با هدف بزرگ ترکردن آنها، پیکربندی بهینه با تغییر مناسب مکان پایه ها ی متحرک اتصال کابل ها تعیین می شود. با اعمال این روش در تعدادی از نقاط در یک مسیر خاص، به طور تکراری، طرح ها ی عملیاتی مناسب به دست می آید. در این مقاله این روش برای ربات ها ی موازی صفحه ای کابلی قابل انطباق با پایه ها ی متحرک، اعمال و کیفیت طرح ها ی راه اندازی آنها با ربات ها یی با پایه ها ی ثابت مقایسه می شود.
    کلید واژگان: ربات موازی، کابلی، صفحه ای، مسیر حرکت، گشتاور- نیرو بسته
    GH. Abbasnejad, M. Tale, Masouleh*
    Because of the fact that cable-driven parallel robot ​possess limited moment resisting/exerting capabilities and relatively small orientation workspaces, in this paper, a method for determination of optimal configuration of reconfigurable cable-driven parallel robots is presented to improve their performance. In such robots, actuators can move the cable attachment points on the base with respect to the motion of the end-effector in its trajectory. In the determined configuration, any external wrench on the end-effector can be balanced, using cable forces for all poses near to a pose of the robot. The largest wrench-closure circular zone centered at an arbitrary point of a trajectory for a given range of orientation around a reference orientation of the end-effector is computed. Taking the area of such zone into account and with the aim of enlarging them, the optimal configuration of the robot is determined. The optimal configuration is found by appropriately changing the position of the moving attachment points on the base of the robots. By applying this procedure on a number of points on a given trajectory iteratively, proper actuation schemes are obtained. In this paper, this method is utilized for reconfigurable planar cable-driven parallel robots and the quality of their actuation schemes is compared with the robots with fixed cable attachment points on
    Keywords: Parallel Robot, Cable-Driven, Planar, Trajectory, Wrench-Closure
  • سید مرتضی جوادی نصر آبادی*، محرم حبیب نژاد کورایم
    تولید و سنگ زنی قطعات دوار با ناهم محوری موازی و زوایه ای یکی از موضوعات مورد بحث در زمینه مهندسی ساخت و تولید بوده و برای اتصال این نوع قطعات به دستگاه سنگ زنی نیازمند استفاده از سه نظام های خاص یا ساخت قید و فیکسچر است که کاری پیچیده و زمان بر است. در این پژوهش به بررسی امکان سنجی استفاده از ربات6RUS به عنوان کارگیر شش درجه آزادی دستگاه سنگ محور پرداخته خواهد شد. این پژوهش شامل طراحی ربات 6RUS و بررسی سینماتیک معکوس و فضای کاری ربات خواهد بود و پس از آن به بررسی امکان سنجی استفاده از ربات به عنوان کارگیر شش درجه دستگاه سنگ محور پرداخته خواهد شد که تحلیل تنش کرنش و فرکانسی در نرم افزار های المان محدود را شامل می شود
    کلید واژگان: نا هم محوری موازی، نا هم محوری زاویه ای، ماشین سنگ زنی، ربات موازی، اسپیندل، ساعت کردن قطعات
    Seyyd Norteza Javadi *, Moharam Habibnejad Korayem
    The production and grinding of rotating parts with parallel and angular misalignment is one of the topics issues in the field of Manufacturing engineering. To connect these types of parts to the grinding machine, it is necessary to use three jaw chuck or Jig & Fixtures that are complicated and Time-consuming. This study examines the feasibility of using the 6RUS parallel robot as a six-degree of freedom chuck in the grinding machine. This research will include the design of the 6RUS robot and the reverse kinematics and robot workspace, and then examine the feasibility of using the robot as a six-degree of freedom chuck, which will analyze strain and frequency stress in finite element software includes.
    Keywords: Parallel misalignment, angular misalignment, grinding machine, parallel robot, spindle, centering parts
  • Mehrdad Javadi, Narges Afzalpour, Peymaan Jafari, Mahdi Khorsandijou
    A spatial parallel mechanism namely 3-RRS mechanism has been assigned to be attached to the seat of a standard electric wheelchair to prevent the turning over of the handicapped sitting on the wheelchair. The system of the wheelchair and the mechanism is a self-balancing robotic wheelchair and has coped with several road conditions. A stability control system calculates the proper moments on the basis of the height of the mass centre and the angle of the wheelchair. The control parameters have obtained and the revolute motors have been actuated by the control torques. Based on the simulation results of the system in MatLab, two types of stabilized wheelchairs, one of which has shown good results on several road conditions, have been built and tested.
    Keywords: Parallel robot, Spatial 3-RRS robot, Wheelchair stability control, Turn-over prevention
  • مهران محبوب خواه*، پیمان دانشمند
    مبنای طراحی سازه و بدنه دستگاه ها به ویژه ماشین های ابزار با ساز و کار موازی، محاسبه تغییر شکلهای بدنه به علت اعمال نیروهای ماشینکاری به آن می باشد. در این مقاله، تحلیل نیرویی و تغییرشکل های جزئی ناشی از نیروهای خارجی یک سازوکار موازی جدید با چهار درجه آزادی که سه درجه آزادی آن انتقالی و یک درجه آزادی چرخشی می باشد، برای انتخاب مقاوم ترین سازه مطالعه شده است. در ابتدا تحلیل سینماتیکی سازوکار به عنوان پایه تمامی محاسبات انجام شده و سپس روابط نیرویی مکانیزم که توزیع نیرو در اجزای مختلف سازوکار را مشخص می کند، با روش تعادل اصل کار مجازی به دست آمده است. تغییر شکل کلی سکوی متحرک و عملگر نهایی مکانیزم که اسپیندل ماشین ابزار به آن متصل می باشد، در اثر نیروها و گشتاور های خارجی وارد بر آن محاسبه شده است. سپس به منظور تایید روابط نیرویی مکانیزم و نتایج برنامه محاسباتی نوشته شده در محیط MATLAB، سازه مکانیزم با استفاده از تحلیل اجزاء محدود در نرم افزار ANSYS شبیه سازی شده و نتایج تحلیل تئوری با نتایج به دست آمده از روش شبیه سازی مقایسه شده است. نتایج این مقایسه، صحت تحلیل های انجام شده را تائید و کارآمدی آنرا در طراحی دستگاه حاضر نشان می دهد.
    کلید واژگان: سازوکار موازی، سینماتیک، تحلیل سفتی، تحلیل نیرویی
    M. Mahboubkhah *, P. Daneshmand
    One of the principle design stages of the machine tools, especially based on parallel mechanisms is the deflection analysis of its structure under machining forces. In this paper a new four degrees of freedom parallel robot with three translational and one rotational degrees of freedom was investigated to find the best design configuration. At first the kinematics and force analysis of the mechanism as the base of design analysis considering the load distribution on its various components were implemented. Then, deflection of the different components of structure under external torque and forces on the moving platform was obtained. To confirm the force relations and static analysis of the mechanism, the structure of robot by the FEM in ANSYS environment was analyzed. At last, the results of theoretical relations calculated by the MATLAB were compared with the simulated results obtained by the FEM. It was found a good consequently, the agreement between these two of the proposed design method.
    Keywords: Parallel robot, Kinematics Analysis, Stiffness Analysis, Force Analysis
  • هادی کلانی، علیرضا اکبرزاده توتونچی، سحر مقیمی، ناهید خوشرفتار
    در سال های اخیر تلاش های زیادی برای کاهش زمان تحلیل سینماتیک مستقیم روبات های موازی صورت گرفته است. این مقاله با سینماتیک روبات موازی شروع می شود و سپس با استفاده از الگوریتم پیشنهادی برای سینماتیک مستقیم روبات به پایان می رسد. در این مطالعه برای افزایش دقت و سرعت الگوریتم های عددی در سینماتیک روبات های موازی، ترکیب شبکه های عصبی مصنوعی و یک تکنیک عددی مرتبه 3، پیشنهاد شده است. در ابتدا با استفاده از شبکه های عصبی یک پاسخ تقریبی از مساله سینماتیک مستقیم روبات ایجاد می شود. این پاسخ تقریبی به عنوان حدس اولیه روش عددی نیوتن- رافسون با مرتبه 3 در نظر گرفته می شود. سپس برای بررسی عملکرد و کارایی روش پیشنهادی در این مقاله، روبات موازی استوارت- گوف اختیار شده است. نتایج نشان می دهند که جایگزینی روش نیوتن- رافسون با روش مرتبه 3 باعث کاهش تعداد تکرارهای لازم برای رسیدن به دقت مورد نظر و در نتیجه کاهش زمان تحلیل سینماتیک مستقیم روبات می شود. در انتها از روبات استوارت برای شبیه ساز حرکت آرواره استفاده شده است. الگوریتم جدید پیشنهاد شده در این مقاله را می توان برای حل سینماتیک مستقیم هر نوع روبات سری یا موازی دیگر نیز استفاده کرد.
    کلید واژگان: سینماتیک روبات های موازی، شبکه عصبی مصنوعی، روش عددی نیوتون رافسون، روبات موازی استوارت، گوف
    H. Kalani, A. Akbarzadeh, S. Moghimi, N. Khoshraftar
    Many efforts have been done in recent years to decrease the required time for analysis of FKP (Forward Kinematics Problem) of parallel robots.This paper starts with developing kinematics of a parallel robot and finishes with a suggested algorithm to solve forward kinematics of robots. In this paper, by combining the artificial neural networks and a 3rd-order numerical algorithm, an improved hybrid strategy is proposed in order to increase the accuracy and speed of forward kinematics analysis of parallel manipulators. First, an approximate solution of the forward kinematics problem is produced by the neural network. This approximate solution is then considered as the initial guess for the 3rd order Newton-Raphson numerical technique. By applying Stewart-Gough parallel manipulator, the efficiency of the proposed method is evaluated. It is shown that replacing the Newton-Raphson algorithm by the 3rd-order one leads to a reduction of the iterations required to reach the desired accuracy level and thus a reduction of the FKP analysis time. Finally, Stewart robot is used to simulate the movement of jaw. This novel algorithm can be applied to any forward kinematics of serial or parallel robots.
    Keywords: Kinematics of parallel robots, Parallel Robot, Artificial Neural Networks, Newton Rophson method, Stewart, Gough Parallel Robot
  • مهدی زمانی فکری، مجتبی زارعی، مهدی طالع ماسوله، مجتبی یزدانی
    در این مقاله ربات موازی چهار درجه آزادی چهار شاخه شبیه سازی می شود. ابتدا مدل ریاضی که بر اساس آن ربات موازی چهار شاخه مدل شده نشان داده شده و سپس بهینه سازی این ربات موازی بر اساس فضای کاری عاری از تکینگی سینماتیکی مرتبه دوم انجام می شود. نوآوری این مقاله در استفاده از دو الگوریتم جستجوی سراسری برای یافتن فضای کاری عاری از تکینگی است. ابتدا مسئله برای الگوریتم زنبورعسل مصنوعی حل شده و سپس این روش با روش هوش ازدحامی ذرات مقایسه می شود. نتایج نشان می دهد که با هر دو روش می توان پارامترهای طراحی ربات را به دست آورد، درحالی که از پیچیدگی هایی که از ویژگی ذاتی این نوع بهینه سازی است پرهیز کرد. مقایسه دو الگوریتم جستجو نشان دهنده آن است که روش هوش ازدحامی ذرات سریع تر از الگوریتم کلونی زنبورعسل عمل می کند. فضای جستجو برای این الگوریتم ها حجمی متشکل از سطحی به ابعاد 500 mm در 500 mmاست که در راستای عمود از ارتفاع 500 mm تا 1000 mm تغییر می کند. همچنین از نکات مهم این مقاله دوران مجری نهایی حول محور عمود تا 90 درجه چرخش است که قابلیت مهمی در ساختار و انعطاف عملکردی ربات دارد. پس از شبیه سازی، ربات موازی به کمک نرم افزار طراحی سه بعدی مدل می شود. درنهایت ربات موازی چهار شاخه طراحی شده در آزمایشگاه تعامل انسان و ربات دانشگاه تهران ساخته شده است.
    کلید واژگان: ربات موازی، تکینگی، فضای کاری، ربات چهار شاخه، کلونی زنبورعسل، هوش ازدحامی ذرات (PSO)
    Mehdi Zamani Fekri, Mojtaba Zarei, Mehdi Tale Masouleh, Mojtaba Yazdani
    Simulation of the four degree of freedom parallel robot (Quattrotaar) is subjective of this paper. The mathematical model of the parallel robot is obtained too. The workspace is optimized for Non-singular kinematic type-2. Artificial Bees Colony algorithm and Particle Swarm Optimization algorithm as overall exploring algorithms are implemented and the results are compared to each other. Neglect of any intrinsic complexity of the optimization problem the results show the capability of both methods for this robot parameters design. Comparison of the results indicates the Particle Swarm Optimization algorithm runs faster than Artificial Bees Colony algorithm. The exploring volume consists of a plan with 500 mm x 500 mm dimension which moves in a vertical direction from 500 mm to 1000 mm. One of the important hints of the paper is a 90-degree rotation of end effector around vertical axis Z. This rotation is caused more flexibility and dexterity for the robot. A 3-D model of Quattrotaar parallel robot is created by Computer Aided Design software and finally, Quattrotaar is fabricated in Human and Robot Interaction Laboratory (Taarlab).
    Keywords: Parallel Robot, singularity, Quattrotaar Robot, Artificial Bees colony, Particle Swarm Optimization
  • ایمان کاردان، علیرضا اکبرزاده
    برخلاف روبات های سری، مسئله سینماتیک مستقیم روبات های موازی بسیار پیچیده است و در حالت کلی نمی توان یک پاسخ تحلیلی برای آن پیدا کرد. به همین دلیل در بیشتر موارد از روش های عددی برای حل این مسئله استفاده می شود که نسبتا زمان بر می باشند. از طرفی کاهش زمان صرف شده برای محاسبات سینماتیکی، در کاربردهایی مانند کنترل بلادرنگ، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار می باشد. در این مقاله، با ترکیب شبکه های عصبی مصنوعی و یک تکنیک عددی مرتبه 3، یک روش ترکیبی جدید برای تحلیل سینماتیک مستقیم روبات های موازی پیشنهاد شده است که سرعت حل این مسئله را به طور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد. در این روش ابتدا با استفاده از شبکه های عصبی یک پاسخ تقریبی از مسئله سینماتیک مستقیم روبات ایجاد می شود. سپس این پاسخ تقریبی به عنوان حدس اولیه روش عددی مرتبه 3 در نظر گرفته می شود که با حل معادلات سینماتیک مستقیم، پاسخ مورد نظر را با دقت دل خواه محاسبه می کند. کارآیی روش پیشنهادی در ارتباط با یک روبات موازی فضایی از نوع 3-PSP بررسی شده و نشان داده شده است که استفاده از این روش می تواند در دقت های بالا تعداد تکرارها را به میزان 35 درصد و زمان تحلیل سینماتیک مستقیم روبات را به اندازه 12 درصد کاهش دهد.
    کلید واژگان: سینماتیک مستقیم، روبات موازی، شبکه عصبی، روش عددی مرتبه 3، روبات موازی 3، PSP
    Iman Kardan, Alireza Akbarzadeh
    Unlike serial manipulators, forward kinematic problem (FKP) of parallel robots is highly complicated and its analytical solution is not generally le. Therefore, in most cases numerical methods are used to solve this problem which are relatively time consuming. On the other hand, reducing the duration of FKP analysis is an essential task for applications like real-time control. In this paper, artificial neural networks and a 3rd-order numerical algorithm are combined and a new hybrid strategy is proposed for forward kinematics analysis of parallel manipulators which significantly increases the speed of the FKP solution. In the proposed method, an approximate solution of the FKP is first produced by the neural network. This solution is next considered as an initial guess for the 3rd-order numerical technique which solves the nonlinear forward kinematics equations and obtains the answer with a desired level of accuracy. The proposed method is applied to a spatial 3-PSP parallel manipulator. The results show that using this method will lead to a 35 percent reduction in number of iterations and a 12 percent reduction in the FKP analysis time, while maintaining high level of solution accuracy.
    Keywords: Forward Kinematics Analysis, Parallel Robot, Artificial Neural Networks, 3rd, order Numerical Algorithm, 3, PSP Parallel Robot
  • امیر رضایی، علیرضا اکبرزاده
    در این مقاله، از روش آنالیز مولفه های اصلی موسوم به روش پی سی ای برای تعیین حالت معیوب ربات موازی 3-پی اس پی استفاده شده است. این روش یک روش آماری محسوب می شود که در آن تعدادی متغیر همبسته به مجموعه ای کوچکتر از متغیرهای ناهمبسته منتقل می شود. از یک مدل پی سی ای می توان برای تعیین حد آستانه آماری و همچنین مربع خطاهای پیش بینی مشاهدات جدید، به منظور بررسی وجود عیب در ربات استفاده کرد. برای بررسی کارایی این روش به منظور عیب یابی ربات، یک کنترلر غیرخطی با استفاده از مدل غیرخطی دینامیکی سیستم برای ربات طراحی شده است. این روش موسوم به روش کنترل گشتاور محاسبه شده می باشد. در این روش، از مدل دینامیک معکوس ربات در حلقه بازخورد کنترلی برای خطی سازی و خنثی سازی دینامیک سیستم استفاده شده و همچنین از مدل دینامیک مستقیم بجای مدل واقعی ربات در حلقه کنترلی استفاده می شود. در این مقاله، دو عیب بصورت مصنوعی به مدل شبیه سازی شده ی ربات اعمال گردیده و اثرات ناشی از این عیوب بر روی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. این عیوب شامل عیب در ولتاژ ورودی سروو موتورها یا سروو درایوها و عیب در سنسورهای مکان یا عیوب مربوط به لقی اتصالات می باشند. با اعمال این دو عیب به مدل کنترلی ربات در طی یک مسیر حرکتی، خروجی های سیستم برای حالت های بدون عیب و معیوب با هم مقاسیه شده و عیب یابی برای ربات با استفاده از روش پی سی ای انجام شده است.
    کلید واژگان: عیب یابی، آنالیز مولفه های اصلی، ربات موازی، مربع خطای پیش بینی، کنترل گشتاور محاسبه شده
    Amir Rezaei, Alireza Akbarzadeh
    In this paper, a multivariate statistical method called Principal Components Analysis, PCA, is utilized for detection faults in a 3-PSP parallel manipulator. This statistical method transfers original correlated variables into a new set of uncorrelated variables. PCA method can be used to determine the thresholds of statistics and calculate square prediction errors of new observations for checking the system when a fault occurs in the robot. To investigate on the ability of the PCA method for faults detection of the robot, a nonlinear model-based controller called Computed Torque Control, CTC, is designed. In this control scheme, rigid-body inverse dynamics model of the robot is utilized to linearize and to cancel the nonlinearity in the controlled system. Also, instead of using the robot prototype model, direct dynamics of the robot is used in the robot-control system. In this paper, two faults are artificially applied to the robot-control system. These two faults consist of faults in servo drive or servo motors and faults in joints clearances or position sensors. Finally, these faults are applied on the robot throughout a desired end-effector trajectory and the resultant outputs are obtained for both with and without faults in the manipulator. Consequently, the desired and faulty outputs are compared and faults detection using PCA method for the robot is performed.
    Keywords: Fault Detection, Principle component analysis, Parallel robot, Square prediction error, Computed torque control
  • مهران محبوب خواه، نیما جعفرزاده
    مکانیزم های موازی در بسیاری از زمینه های مهندسی و کاربردهای صنعتی نظیر ماشین ابزار، مترولوژی، شبیه ساز پرواز، شبیه ساز زلزله، تجهیزات پزشکی و غیره به صورت چشمگیری مورد استفاده قرار می گیرند. مکانیزم های موازی دارای محدودیت هایی نظیر نامنظم بودن فضای کاری و وجود نقاط تکین در آن فضا و سیستم کنترلی پیچیده می باشند که برای استفاده مناسب از این نوع مکانیزم ها بایستی مورد مطالعه و تحلیل قرار بگیرند. در این تحقیق نوعی ماشین ابزار جدید با مکانیزم موازی و با چهار درجه آزادی (سه درجه خطی و یک درجه دورانی) مورد مطالعه قرار گرفته است و فضای کاری و نقاط تکین این مکانیزم با استخراج روابط تحلیلی و سپس نوشتن برنامه محاسباتی در نرم افزار متلب بدست آمده است. به این منظور ابتدا روابط سینماتیک مستقیم و معکوس مکانیزم بدست آمد و با استفاده از یک الگوریتم جستجو، فضای کاری و نقاط تکین مکانیزم محاسبه شد. سپس برای بررسی صحت نتایج بدست آمده برای تحلیل فضای کاری، مکانیزم پیشنهادی در نرم افزار سالیدورکس شبیه سازی شد و روابط سینماتیک معکوس و فضای کاری بدست آمده در این تحقیق صحه گذاری شد. همچنین برای بررسی کیفیت عملکردی ربات و چالاکی مکانیزم در فضای کاری، شاخص شرط کلی ربات با استفاده از ماتریس ژاکوبین برای جهت گیری های مختلف سکوی متحرک محاسبه شد.
    کلید واژگان: ربات موازی چهار درجه آزادی، سینماتیک، فضای کاری، نقاط تکین
    Mehran Mahboobkhah, Nima Jaafarzadeh
    Parallel mechanisms are widely being used in industrial applications such as machine tool، metrology، earthquake simulator، fly simulator، medical equipment and etc. These mechanisms have some limitations like having erratic workspace، singular points in the workspace and complexity of control systems. These limitations should be studied for suitable usage of parallel mechanisms. In this article، a four degree of freedom parallel mechanism (three linear and one rotation degrees of freedoms) is proposed as machine tool and being studied and its workspace and singularity analysis are done by solving the kinematic relations and using Matlab software. So، at first the inverse and direct kinematic equations of mechanism were solved and then an algorithm is used to determine the workspace and singular points of proposed parallel mechanism. Finally، to investigate the results of workspace analysis the structure has been modeled in Solidworks software and the inverse kinematic relation and the obtained workspace have been validated using the simulation. At the last، to investigate the quality of robot performance and its dexterity in workspace، global condition index of mechanism using Jacobean matrix is calculated for different orientations of moving platform.
    Keywords: Parallel robot, kinematic, workspace, singular points
  • مهدی بامداد، شیرکو فاروقی
    در این مقاله، معیار پایداری بهبود یافته ای برای رباتهای موازی با محرک کابلی ارائه می شود. این دسته از ربات ها نسبت به سایر ریاتهای سری و حتی ساختار موازی مزایایی دارند، اما به سادگی در معرض اختلالات قرار میگیرند. حضور رنچ (نیرو-ممان) خارجی ممکن است موجب نقض قیود حرکتی گردد. معیار پایداری، عددی بین صفر و یک را پیشنهاد میدهد. چنین معیاری میتواند ملاکی برای ارزشیابی توانایی ربات در بازگشت به حالت تعادل اولیه هنگام ایجاد و تاثیر اختلالات خارجی باشد. در ارائه معیار، از روابط گیبس اپل و مفهوم انرژی شتاب استفاده شده است. مدلسازی دینامیکی ربات بر اساس سینماتیک و روابط نیوتن-اویلر برای محاسبه معیار صورت گرفته است. جهت نشان دادن قابلیت معیار پیشنهاد شده، ربات کابلی شش درجه آزادی با شش کابل، شبیه سازی شده است. نتایج در قالب دو شبیه سازی ارائه و تحلیل شده اند. معیار پایداری علاوه بر پارامترهای سینماتیکی تابع پارامتر سینیتیکی کشش کابلها در ابتدای حرکت است. بنابراین با استفاده از معیار پیشنهادی میتوان ارزیابی صحیح تری از پایداری در حوزه وسیعتری از رباتهای موازی کابلی حاصل نمود.
    کلید واژگان: ربات موازی، محرکه کابلی، پایداری، معیار
    Mahdi Bamdad
    A modified measure for the parallel cable driven robots is presented in this paper. These robots have additional advantages compared to other robots and even the parallel structures، but they are readily exposed to disturbances. The presence of external wrench (Force-Moment) may be the cause of violation against the motion constraint. The stability measure proposes a number between zero and one that could be the criterion for the evaluation of the robot''s ability while returning to its original equilibrium which was influenced by external disturbances. To offer a stability measure، Gibbs-Appell equations and acceleration energy are used. Robot kinematic and dynamic modeling based on Newton-Euler’s method calculates the measure. To illustrate the capabilities of the proposed measure، a 6 DOF cable robot with six cables is simulated. The results of the two simulations are presented and analyzed. The stability measure is depended to kinematic parameters and also to kinetics parameters as cables tension at the beginning of motion. Therefore using the proposed measure one can better evaluate the stability within the wider range of parallel cable robots.
    Keywords: Parallel Robot, Cable, Driven, Stability, Measure
  • Moharam Habibnejad Korayem, A. Tajik, H. Tourajizadeh
    In this paper, a new approach to modify cable tension measuring mechanism is described; furthermore, the constructed boards which amplify load cell output are introduced. This approach has some advantages including of providing feedback for motors, evaluating the robot’s ultimate load carrying capacity, improving the motor control system and estimating the vibrating deflections of the end effecter final position. Close loop control of the robot and improvement its accuracy are of the objectives of this work. In addition, a new approach to transfer data from load cell to PC for a six Degree of Freedom (DOF) cable robot called ICaSbot is investigated. With neglecting cable mass, the value of cable length variation is estimated using cable tension theory in the specific path. The mechanism, the designed board and the sensors’ output and calibration equation are validated by the aid of a comparison study with simulation results of MATLAB for two different predefined paths
    Keywords: Force sensor, Load cell, Cable robot, Parallel robot, Cable vibration
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال