مدلسازی میکروربات نرم مجهز به محرک آلیاژ حافظه‌دار و بررسی تاثیر جریان الکتریکی و سرعت سیال خنک کننده بر رفتار دینامیکی آن

در این مقاله، مدل‌سازی دینامیکی یک میکروربات نرم مجهز به محرک‌های آلیاژ حافظه‌دار ارائه شده است. با توجه به ساختار و انطباق پذیری بالای ربات های نرم، این ربات‌ها کاربردهای متنوعی دارند. از آنجایی که محرک‌های از جنس آلیاژ حافظه‌دار دارای ویژگی‌هایی از جمله سازگاری زیستی، قدرت بالا، ابعاد کوچک، بدون صدا هستند گزینه مناسبی برای میکروروبات‌ها بشمار می‌روند. با توجه به عدم وجود مدل دینامیکی یکپارچه برای ربات‌های نرم مجهز به محرک آلیاژ حافظه‌دار، مدل‌سازی دینامیکی این ربات ها اهمیت ویژه ای دارد. برای این منظور، معادلات حاکم بر حرکت ربات نرم و معادلات ساختاری محرک‌ استخراج شده است. برای مدل‌سازی دینامیکی میکروربات نرم از نظریه کسرت و از مدل لیانگ و راجرز برای مدل‌سازی رفتار محرک آلیاژ حافظه‌دار استفاده شده است. همچنین مدل‌سازی انتقال گرمای همرفت آزاد و اجباری در فرایندهای گرمایش و سرمایش انجام شده است. پس از استخراج معادلات، شبیه سازی رفتار دینامیکی میکروربات انجام شده است و اثر جریان الکتریکی و سرعت سیال بر رفتار دینامیکی ربات بررسی شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد مدل ارائه شده رفتار میکروربات را به خوبی شبیه سازی می کند.

dynamic modeling of a soft micro robot equipped with sma actuator and investigating the effect of electric current and fluid velocity on its dynamic behavior

in this paper, dynamic modeling of a soft micro robot equipped with shape memory alloy (sma) actuator is presented. due to the structure of the soft micro robots, these robots have various applications. since the shape memory alloys have features such that biocompatibility, high power, small dimensions and working silently, they are suitable for the micro robots. because there is not adynamic model for the soft robots equipped with shape memory alloy, here a dynamic model of a micro robot equipped with sma is introduced. to this end, the motion equations of the robot and actuator’s structural equations are extracted. in dynamic modeling ofthe soft robot, cosserat theory is used and liang and roger’s model is used for the sma modeling. also, modeling of free and forced convection heat transfer in the heating and cooling processes has been done. then, the dynamic behavior of the micro robot issimulated and its electrical current effect and fluid velocity on the robot's dynamic behavior have been investigated. the simulation results show that the proposed model simulates correctly the behavior of the micro robot.