ارائه روش جدید ساده سازی دینامیک چند درجه آزادی ربات لامسه ای و مطالعه دقت محدوده پایداری حاصله

ربات لامسه ای واسط بین دنیای حقیقی و مجازی است و پایداری آن حین شبیه سازی جسم مجازی امری حساس برای ایمنی کاربر است. عموما ربات های لامسه ای دارای چندین درجه آزادی و دینامیک پیچیده هستند. این پیچیدگی دینامیکی ناشی از عواملی همچون مکانیزم پیچیده، اصطکاک کولمب و لزجت می باشد، که بررسی پایداری آن ها را در شرایط کلی دشوار می کند. این ربات ها فضای کاری بزرگی را می توانند پوشش دهند اما مسئله پایداری تعامل با جسم مجازی در حین شبیه سازی جسم مجازی مطرح می­شود که دامنه حرکت کارگیر ربات محدود است. لذا ربات لامسه ای در تحلیل های پایداری به صورت یک سیستم یک درجه آزادی خطی در نظر گرفته شود. با این وجود تاکنون روشی سیستماتیک به منظور ساده­سازی دینامیک ربات لامسه­ای ارائه نشده و دقت محدوده کاری حاصله ربات نیز ارزیابی نگردیده است. در این مقاله روشی به منظور ساده­سازی دینامیک ربات لامسه­ای ارائه شده و برای صحه گذاری طی شبیه سازی هایی در نرم افزار MATLAB، پایداری ربات KUKA LWR IV به عنوان یک ربات لامسه ای شش درجه آزادی در شرایط مختلف بررسی و دقت روش پیشنهادی مطالعه شده است. در این پژوهش دینامیک چند درجه آزادی و غیرخطی ربات لامسه ای، در یک نقطه کاری مشخص تبدیل به دینامیکی متشکل از یک جرم موثر، ویسکوز موثر و کولومب موثر می شود. این سیستم یک درجه آزادی بدست آمده، می تواند در تحلیل های پارامتری پایداری و نافعالی به راحتی استفاده شود، حال آنکه انجام چنین کاری بر روی سیستم اصلی بسیار سخت و به نظر غیرممکن است. بررسی ها نشان می دهند که میانگین خطای نسبی بین مرز پایداری این دو سیستم کمتر از ۱۸% است.

کلیدواژه ها:

دینامیک ربات لامسه ای ، جرم موثر ، لزجت موثر ، کولومب موثر ، اصطکاک لزجتی ، اصطکاک کولومب