طراحی و تحلیل یک مکانیزم یک درجه آزادی برای پای ربات قورباغه ای و شبیه سازی شنا-کردن بر اساس حرکت طبیعی قورباغه

مطالعه بر روی مکانیزم حرکتی جانوران همواره از فعالیت های مهم در تحقیقات علمی بوده است. در دهه های اخیر مطالعه بر روی حرکت قورباغه ها در شنا کردن و پریدن و شبیه سازی این حرکات افزایش یافته است. در کار پیش رو با الگوبرداری نحوه ی عملکرد عضلات و مطالعه ی آناتومی پای قورباغه مکانیزمی طراحی شده است که حرکت طبیعی پای قورباغه را تنها با یک عملگر شبیه سازی می کند. با ارائه روش هندسی در طراحی مکانیزم، حرکت پای قورباغه با توجه به تغییر زوایای مفاصل طراحی می شود. مقدار تغییرات زاویه های اصلی در مکانیزم بر اساس تغییر زاویه ها در حرکت طبیعی قورباغه می باشد. عملگر دارای حرکت دورانی می باشد و به صورت سینوسی دوران می کند وبا فرکانس های مختلف می توان سیکل حرکتی قورباغه را ایجاد کرد. با توجه به سرعت حرکت خطی پنجه ی پا در شنای قورباغه ی طبیعی، مقدار فرکانس لازم برای عملگر به دست می آید. همچنین با وارد کردن نیرو های درگ و نیروی تولیدی توسط پنچه ی پا، شنا کردن قورباغه شبیه سازی شده است. با داشتن سرعت وشتاب حرکت، گشتاور لازم برای عملگر به دست می آید. نتایج حاصل از شبیه سازی و مقایسه ی آنها با نتایج حاصل از حرکت طبیعی قورباغه نشان دهنده ی دقت بالای مکانیزم در تقلید حرکت واقعی پای قورباغه و نحوه شنا کردن و تطبیق مقادیر سرعت و شتاب و نیروهای درگ و نیروی تولیدی محوری می باشد. با توجه به نتایج به دست آمده، می توان از مکانیزم طراحی شده برای شبیه سازی حرکت انواع قورباغه در شنا کردن استفاده کرد.