تحلیل دینامیکی یک ربات موازی 5درجه آزادی با بکارگیری تئوری پیچه و استخراج نقاط تکین

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.