مروری بر بازوهای رباتیک زیرآبی و توسعه یک بازوی زیرآبی الکتریکی جهت کاربرد درآزمایشگاه هیدروآیرودینامیک

بازوهای مکانیکی زیرآبی مناسب‍ترین ابزار جهت اجرای عملیات‍های مکانیکی در زیر آب محسوب می‍شوند. از این ابزارها در انواع وسایل نقلیه آبی سرنشین‍دار و بدون‍سرنشین یا خودکار همچون زهپادها و ربات‍های هوشمند زیرآبی جهت جابجایی اجسام، برشکاری، جوشکاری و ... در آب‍های کم‍عمق و عمیق استفاده می‍شود. همچنین، این بازوهای مکانیکی، به عنوان ابزاری مفید جهت جابجایی نمونه‍ها و مدل‍ها در آزمایشگاه‍های هیدروآیرودینامیک جهت آزمایش و تست می‍باشند. در این مقاله، با مروری بر ویژگی‍ها و انواع بازوهای رباتیک زیرآبی، بازوی مکانیکی زیرآبی آزمایشگاهی جهت کاربرد در حوضچه کشش آزمایشگاه هیدروآیرودینامیک معرفی می‍گردد. هدف از ساخت این بازو، ایجاد یک سیستم کامل پژوهشیآموزشی جهت فعالیت پژوهشگران و دانشجویان در زمینه پژوهش‍های زیرآب می‍باشد. این بازوی رباتیک الکتریکی دارای چهار درجه آزادی بوده و بر روی ارابه موجود در آزمایشگاه هیدروآیرودینامیک پژوهشکده علوم و فناوری زیردریا نصب گردیده است. این بازو به صورت دو لینک با حرکت زانویی و یک مجموعه حرکت مچ و چنگال در انتها طراحی شده و حرکات این بازو به وسیله چهار موتور الکتریکی نصب شده داخل مجموعه بازو که به نحو مناسبی آب بندی شده است، کنترل می‍گردد. در پایان، بررسی نیروی پسار آب بر سازه بازوی مکانیکی به روش المان محدود نشان می‍دهد، به دلیل طراحی باز و ماژولار، سازه به خوبی قادر به تحمل نیروی پسار آب در سرعت‍های حرکتی بالا می‍باشد.

A review of underwater manipulators and the development of an electric underwater manipulator for use in the hydro-aerodynamic laboratory

Underwater manipulators are one of the most essential instruments to perform subsea operations. These tools are used for moving, cutting and welding of objects in a variety of manned, unmanned and autonomous vehicles such as ROVs and AUVs in shallow and deep waters. Also, these manipulators serve as a useful tool for handling specimens and models in hydroaerodynamic laboratories for underwater testing and evaluation. In this paper, a new underwater laboratory manipulator for use in the towing tank of the hydroaerodynamic laboratory is introduced, with a review of the specifications of various types of underwater manipulators. The main aim of this manipulator is to create a complete underwater research education system for researchers and students. This fourDOF electric manipulator is mounted on a trolley in the hydroaerodynamic laboratory of the Subsea Research Development Center, Isfahan University of Technology. This manipu