تحلیل تئوری و تجربی رفتار ربات‌های نرم پیوسته متشکل از عملگرهای تقویت شده با الیاف

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، تهران، ایران

2 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)، تهران، ایران

doi
10.22044/jsfm.2022.12033.3620
چکیده

در این مقاله به تحلیل شبه‌-استاتیک یک ربات نرم پیوسته متشکل از سه عملگر تقویت‌شده با الیاف پرداخته می‌شود. برای این منظور ابتدا با در نظر گرفتن این ربات به عنوان یک تیر کاسرات، معادلات سینماتیکی و دینامیکی آن استخراج و بصورت عددی حل شده‌است. معادلات حاصل از این مدل تابعی از طول انحنای تیر بوده و تنها قابلیت بررسی نیروها و کرنش‌ها در راستای طولی را دارد. در ادامه با توجه به عدم امکان پیاده‌سازی نیروها در راستای شعاعی در این مدل، با استفاده از معادلات الاستیسیته غیرخطی به مدل‌سازی یک تک‌عملگر تقویت‌شده پرداخته می‌شود. درنهایت با حل این معادلات، کرنش‌های حاصل از تنش‌های شعاعی محاسبه شده و با کرنش‌های حاصل از مدل تیر کاسرات ادغام می‌شود. در این پژوهش موقعیت نقطه انتهایی ربات با استفاده از روش‌های پردازش تصویر استخراج شده و با مدل‌های ارائه‌شده، مقایسه شده‌است. نتایج نشان می-دهد، اعمال تاثیر فشارهای شعاعی در مدل کاسرات، خطای نسبی را به میزان 48/13 درصد بهبود می‌بخشد.