طراحی یک ماژول پایه‌ای برای حرکت زاویه‌ای مفاصل کروی با به‌کارگیری محرک‌های آلیاژهای حافظه‌دار و سیستم تثبیت‌کننده مغناطیسی

مفاصل کروی کاربرد ویژه ای در بسیاری از سیستم های رباتیک از جمله کاربردهای مختلف صنعتی و پزشکی به ویژه در محیط های بدون ساختار دارند. سیستم های رباتیک ماژولار راه حل های مناسبی برای به کارگیری در این محیط ها هستند؛ به گونه ای که پیکربندی ربات ها می تواند سریع و آسان با اتصال دادن یا جداکردن ماژول های مختلف تغییر کند. انعطاف پذیری ماژول ها، درجات آزادی کافی، امکان تثبیت موقعیت ماژول و سفتی آن برای حفظ استحکام و سفتی ربات ماژولار هنگام انجام ماموریت از مهم ترین مشخصه های یک ربات مفصلی ماژولار است. آلیاژهای حافظه دار، محرک های مطلوبی برای به کارگیری در ماژول های رباتیک هستند که می توان با به کارگیری آنها به سیستمی سبک، کم حجم و بدون نویز دسترسی پیدا کرد. در این مقاله با جای گذاری سه جفت فنر آلیاژ حافظه دار در ساختار یک ماژول مفصلی انعطاف پذیر مکانیزمی با 2 درجه آزادی ایجاد شده است. همچنین با تعبیه یک سیستم الکترومغناطیسی در مفصل امکان تثبیت موقعیت آن در موقع لزوم فراهم شده است. ماژول توسعه یافته، علاوه بر انعطاف پذیری زیاد می تواند در مواقع لزوم موقعیت خود را ثابت نگه داشته و استحکام بازوی رباتیک را افزایش دهد. در این پژوهش، طراحی ماژول ارایه شده و تحلیل سینماتیکی و نیرویی آن مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین اثربخشی سیستم تثبیت موقعیت در کنترل مناسب تر موقعیت ماژول با آزمایش تجربی صحه گذاری شده است.