طراحی، ساخت و کنترل یک ماژول رباتیکی پیوسته با محرک های فنر آلیاژ حافظه‌دار

بازوهای رباتیکی پیوسته و انعطاف‌پذیر کاربردهای ویژه‌ای در بسیاری از زمینه‌ها، از جمله ادوات پزشکی دارند. نمونه‌هایی از این کاربردها، بازوهای رباتیکی مورد استفاده در انجام عملهای جراحی درون بدن، یا ابزار آندوسکوپی و کلونوسکوپی مجاری داخل بدن انسان، مانند مری و روده می‌باشد. اندازه‌ی کوچک و قابلیت مانور زیاد، توانمندی این ابزارها را در کاربردهای مورد نظر افزایش می‌دهد. یکی از محرکهای مفید در کوچک‌سازی سیستمهای مکاترونیکی، آلیاژهای حافظه‌دار می‌باشد. این مواد که معمولاً بصورت محرکهای خطی در سیستمها مورد استفاده قرار می‌گیرد می‌توانند نیروهای بسیار زیادی در مقابل وزن خود اعمال نمایند. در این مقاله، با جایگذاری سه فنر آلیاژ حافظه‌دار در ساختار یک ماژول انعطاف‌پذیر، مکانیزمی دو درجه آزادی ایجاد شده است. این ماژول، قابلیت ویژه‌ای در توسعه‌ی سیستمهای ماژولار رباتیکی، بخصوص بازوهای انعطاف‌پذیر دارد. ماژول طراحی شده تغییر شکلهای بزرگی داشته و فضای دسترسی مناسبی را فراهم می‌کند. در این پژوهش، مدلسازی ماژول، به منظور استخراج پارامترهای طراحی و شبیه‌سازی، مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به خواص پیچیده آلیاژ حافظه‌دار و وجود نایقینی در مدل، کنترل ماژول مشکل می‌باشد. از اینرو با به کارگیری الگوریتم کنترلی غیر مدل مبنا، در این مقاله سعی شده است تا شکل نهایی ماژول کنترل گردد. عملکرد کنترلر معرفی شده با آزمایشات تجربی صحه‌گذاری شده است. فضای کاری گسترده و کنترل‌پذیری مناسب ماژول استفاده از آن برای کاربردهای واقعی را کاملاً توجیه می‌نماید.