تحلیل دینامیکی یک ربات موازی کروی جدید بر روی بستر متحرک با استفاده از اصل کار مجازی

ربات های موازی به دلیل مزایای فراوان، مورد توجه بسیاری از صنایع پیشرفته هستند. ولی در بازوهای مکانیکی موازی کروی، علاوه بر فضای کاری محدود، استفاده از عملگرهایی با توان بالا نیز دینامیک و کنترل آن ها را با پیچیدگی مواجه می کند. لازمه برخی کاربردهای این نوع ربات ها، فضای کاری بزرگ و حمل بار زیاد بر روی یک بستر غیرثابت و در حال حرکت می باشد. در این مقاله، یک بازوی مکانیکی کروی نو با ساختار 3PUS/S و با سه حرکت دورانی پیشنهاد شده و پس از بررسی سینماتیک، دینامیک آن برای کاربرد در حالات خاص مورد مطالعه قرار می گیرد. دوران نامحدود حول محور Z و تحمل بخش اعظم بار توسط مفصل مرکزی، از نقطه نظر سینماتیکی و دینامیکی، این ربات را از ربات های کروی دیگر تا حد زیادی متمایز کرده است. در این پژوهش، پس از بررسی روابط سینماتیک بازوی مورد اشاره و ارایه پاسخ تحلیلی برای موقعیت، سرعت و شتاب، به تحلیل روابط دینامیکی ربات روی بستر متحرک پایه، با استفاده از روش کار مجازی پرداخته می شود. جهت بررسی صحت روابط، نتایج با شبیه سازی در نرم افزار آدامز بررسی گردیده که تطبیق قابل قبول این نتایج، صحت روابط را تایید می نماید. دوران نامحدود حول محور Z، ثابت بودن شیار حرکتی عملگرها و کاهش تاثیر دینامیکی ناشی از جرم آن ها، ثاثیرپذیری کم نسبت به دینامیک لینک های ربات، تحمل قسمت استاتیکی بار توسط مفصل کروی مرکزی و کاهش بسیار محسوس توان مورد نیاز حرکتی، از مزیت های عمده سازوکار معرفی شده بوده و آن را جهت کاربردهای خاص بسیار جذاب نموده است.