ارائه یک روش عمومی جهت مدلسازی دینامیکی و شبیه‌سازی بازوهای رباتیک پرنده

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران

doi
10.48311/mme.2026.119153.82973
چکیده

هدف اصلی این مقاله، ارائه یک روش جدید جهت مدل‌سازی منیپولاتورهایی است که بر روی یک پایه پرنده نصب شده‌اند. مهمترین چالش‌های پیشرو این تحقیق عبارت هستند از: 1- چگونگی محاسبه نیروهای تعمیم‌یافته سیستم شامل نیروی فعال موتورها و نیروی غیرفعال قیدهای حاکم بر سیستم. 2- نحوه تعریف مسیر مطلوب برای پایه پرنده، بگونه‌ای که علاوه بر موقعیت مطلوب، جهت‌گیری مطلوب را نیز شامل گردد. 3- چگونگی توسعه یک روش خودکار و سیستماتیک، بگونه‌ای که افزایش تعداد لینک‌های تشکیل‌دهنده بازوی مکانیکی و پایه پرنده هیچگونه محدودیتی در استخراج معادلات حرکت سیستم ایجاد نکند. و 4- نحوه آرایش موتورهای نصب شده بر روی پایه پرنده بگونه‌ای که هرگونه حرکتی را در فضای سه‌بعدی امکان‌پذیر سازد. برای غلبه بر چالش‌های فوق، در ابتدا کل سازه ربات شامل پایه پرنده و منیپولاتور نصب شده بر روی آن طی یک فرآیند کاملاً سیستماتیک به تعداد مشخصی زیر-سازه تقسیم می‌گردد. سپس معادلات حرکت هر یک از این زیر-سازه‌ها (که در واقع یک زنجیره باز سینماتیکی با پایه متحرک هستند) با استفاده از الگوریتم بازگشتی گیبس-اپل به‌دست می‌آید. در ادامه با ترکیب معادلات حرکت هر یک از این زنجیره‌های رباتیکی، معادلات حرکت کل سیستم (که در آن اثر متقابل پایه پرنده بر روی بازوی مکانیکی و بالعکس لحاظ شده است) استخراج می‌گردد.