مدلسازی، ساخت و ارزیابی یک میکرو ربات مجهز به عملگر ارتعاشی

هدف از این تحقیق مدلسازی، کنترل و ساخت یک میکرو ربات با استفاده از عملگرهای ارتعاشی و بررسی سختی پایه های میکرو ربات و ضریب اصطکاک بر روی حرکت می باشد. در این میکرو ربات از اصل حرکتی لغزش-چسبیدن، جهت حرکت و از دو عدد موتور ارتعاشی کوچک جهت راه اندازی آن، استفاده شده است. در ابتدا معادلات حاکم بر میکرو ربات استخراج و تحلیل شده اند. با مدلسازی آن، به صورت سیستم فشرده، شامل سه جرم که با فنرهای سخت به هم وصل شده اند، نیروهای اصطکاک محاسبه شده است. سپس به وسیله دو معادله کوپل مکانیکی و الکتریکی مدل مناسب عملگرها به دست آمد. در گام بعدی روند شبیه سازی با استفاده از محیط سیمولینک و متلب بیان شد و نتایج آن ارائه گردید. سپس به بررسی تاثیر ضریب فنریت پایه ها و ضریب اصطکاک بر روی حرکت میکرو ربات پرداخته شده است. پس از آن کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی یا همان PID برای این کار در نظر گرفته شد. در نهایت نیز فرآیند ساخت و ارزیابی تجربی میکرو ربات ارائه شده است. با توجه به شبیه سازی های انجام شده دقت حرکتی آن در حالت بیشترین سرعت مسستقیم ، حدود 17 میکرومتر می باشد و مطابق با ارزیابی تجربی، سرعت مستقیم میکرو ربات حدود 4mm/s، به ازای ولتاژ مرجع 1V، می باشد.