مدلسازی دینامیکی ربات همکار با در نظر گرفتن اثر تنش داخلی جسم مشترک، توزیع بهینه انرژی موتورها و محاسبه‌ی ظرفیت حمل بار دینامیکی

در این مقاله با بهره‌گیری از روش گیبساپل بازگشتی، مدل دینامیکی r بازوی همکار با n_m لینک و مفاصل دورانی بدست آمده است. جسم در پنجه بازوها با تعریف تماس کاملا مقید، نگه داشته‌ شده و بازوها وظیفه جابجایی جسم را بر عهده دارند. در ابتدا معادلات دینامیکی هر یک از بازوها و جسم بصورت مجزا محاسبه شده و سپس نیروی بین پنجه‌ها و جسم مشترک از معادلات حذف می‌شود. در نتیجه معادلات نهایی سیستم در فضای مفاصل بدست می‌آیند. در ادامه معادلات دینامیک مستقیم سیستم شبیه‌سازی و نتایج آن با نتایج خروجی از نرم‌افزار adams مقایسه می‌شوند. در ادامه همچنین حل دینامیک معکوس ربات با توجه به افزونگی مفاصل، از بین جواب‌های ممکن، در دو حالت بررسی می‌شود. در حالت اول، جواب مسئله با توجه به نیروهای اعمالی به جسم از طرف پنجه‌ها بدست می‌آید. بدین صورت که تنش‌های مکانیکی و نیروی داخلی در جسم ایجاد نمی‌نماید. در حالت دوم، گشتاورهای بهینه با این ویژگی که انرژی بصورت دلخواه بین مفاصل توزیع می‌شود. در پایان ظرفیت حمل بار دینامیکی در همه حالات تعیین می‌گردد.

DYNAMIC MODELING OF COOPERATIVE MANIPULATOR WITH CONSIDERING THE COMMON OBJECT INTERNAL STRESS, Optimal distribution of motors energy and dynamic load CARING capacity

In this paper, dynamic model of r cooperative manipulators with n_m links derived by using recursive GibbsAppell formulation. Object grasped fully constrained by the manipulator’s end effector and manipulators transport the object simultaneously. For computing the system equations, first the object and manipulators dynamic equations developed independently. Therefore, by preparing the constraint equations, the end effectors and object inter connection forces and torques omitted for the constrained equations. By arranging these equations, the final form of motion equations in joint space evaluated. Next, the forward dynamic equations simulated by MATLAB software and compared with ADAMS software. For inverse dynamic solution, with considering the joints redundancy, two proper solution selected among appropriated one. In the first case, the solution chosen by considering the force extracted on the object by the manipulators. While, the force only cause the object manipulation and omitted the object internal force and stress. For the second one, optimum torques computed using Lagrange multiplier method and defining a cost function with assuming the arbitrary energy distribution between manipulator’s joints. At the end, the dynamic load carrying capacity calculated in all methods.