مدل‌سازی و ارزیابی عملی سختی ربات موازی با سه‌درجه آزادی مستقل خطی

ربات های با مکانیزم موازی در مقایسه با ربات های سری، دارای مزیت هایی از جمله دقت بالا، نسبت بالای بار اعمالی به وزن ربات و همچنین سختی بالاتر هستند که موجب استفاده از این مکانیزم ها در کاربردهای دقیق می شود. درنظرگرفتن رفتار سختی مکانیزم، یکی از جنبه های مهم در حین طراحی است که باعث می شود دقت مطلوب با توجه به کاربرد مورد نظر حاصل شود. هدف از این مقاله، ارزیابی سختی و خطاهای ناشی از نرمی مکانیزم یک ربات موازی سه درجه آزادی است. به همین منظور میزان جابه جایی مجری نهایی به ازای بار اعمالی به صورت شبیه سازی و عملی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا مکانیزم موازی مورد مطالعه در این مقاله معرفی و ویژگی های آن بیان شده است. سپس، سختی مکانیزم با استفاده از روش آنالیز المان محدود مدل می شود و با اعمال شرایط مرزی مورد نظر، رفتار سختی مکانیزم ربات در موقعیت های معین مجری نهایی مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه، به منظور راستی آزمایی نتایج به دست آمده از مدل سازی سختی، دستگاهی نوین به منظور اندازه گیری سختی مکانیزم، معرفی و نحوه کار با آن دستگاه نیز شرح داده شده است. با استفاده از این دستگاه، رفتار سختی مکانیزم ربات در موقعیت های مشابه اندازه گیری شده است. در انتها، جواب مدل سازی سختی و نتایج به دست آمده از اندازه گیری عملی، گزارش و با هم مقایسه می شوند که نشان می دهد ربات با مکانیزم موازی مورد مطالعه در این مقاله، دارای رفتار سختی مناسب بوده و در کاربردهای دقیق مورد اطمینان و قابل به کارگیری است.

Modeling and Experimental Evaluation of Stiffness of a Linear Decoupled 3 Degree of Freedom Parallel Robot

Parallel robots have a lot of compared to their counterparts, serial robots, such as higher accuracy, more load to weight ratio, and higher stiffness, which contribute to their various, and precise applications. Stiffness of the robot, as one of the most crucial parameters which should be considered in of the robot, the desired application. In this paper, an experimental study is investigated on evaluation of the robot rsquo;s stiffness and the errors corresponding to of the mechanism, which indicate the displacement of effector of the robot with respect to external imposed forces. The aim of this paper is to evaluate the stiffness and the errors due to the softness behavior of the mechanism of a 3 degree of freedom (3DoF) parallel robot; for this end, the amount of transfer of the final executor to the applied load is simulated. First, the 3DoF decoupled robot is introduced and its features are expressed and the stiffness of the mechanism is modeled using Finite Element Method (FEM). Then, of the mechanism is determined in different positions of the endeffector by considering predefined boundary conditions. In order to evaluate the obtained model of the robots rsquo; stiffness, a novel experimental setup is developed to measure the stiffness of the mechanism. By employing the setup, of the robot is measured in different conditions. Finally, the output results of the stiffness model are compared to the experimental tests. The results reveal that the 3DoF decoupled parallel robot shows a proper stiffness behavior. Hence, it can be employed in various applications with high precision.