انواع مفصل در روبات ها

صفحه 1:
مق مكنا مل ام 

صفحه 2:
در روبات ها استاد راهنما: مه خرن واه 

صفحه 3:
مکانیزم ربات ها ‎Robot Derkunisws‏ در این ارائه یک نگاه کلی به انواع مختلف مکانیزه های بکار گرفته شده جهت تولید هرکت در ربات خواهیم داشت و به معرفی تعدادی از طبقه بندی ساختارهاى مكانيزم ربات می پردازيم. 

صفحه 4:
lott Privciives ord Gertd Lickages مفصل های نفستین و [نجیره اتصالات مکانیزه یک ربات شامل سیستم بدنه چند قسمتی و متعدد است که به یکدیگر متصل گردیده اند. ما در شروع. هر قسمت ا بدنه را صلب در ‎WBS‏ ‏گرفته و از الاستیسیته و تغییر شکل در اثر بارها چشم پوشی می کنیم. هر جسم صلبی که در مکانیزم رباط بکار می رود یا رابط نامیده می شود و مجموعه یا ترکیب لینک ها را بصورت اتصالات می شناسیم. مستئله اساسی در مورد لینک ها چگونگی جفت شدن و اتصال آنها با یکدیگر است. 

صفحه 5:
99 نوع اتصال قدیمی که بین دو لینک ومود دارد در شکل زیر نشان داده شده است. اولی مفصل مه« یا (متشوری) است و درجایی مورد استفاده قرار می کیرد كه دو ‎byl‏ در طول یک محور ثابت مرکت انتقالی دارند. بعبارت دیکر یک لینک (رابط) در طول یک هط مستقیم بر روی لینک ریکر می لفزد. به همین دلیل آنها را مفصل های لفزشی می نامند. نوع دوم از مفصل های نفستین. مفصل چرخشی می باشد بگونه ای که لینک ها (رابط ها) به دور مهوری ثابت می كردند. اين نوع مفصلء با نام هاى مفصل لولایی,هلقه ای و یا چرفشی معروف هستند. (a) Prismatic jot ib) Revolute joint Prete pt yore! (3) 9 prise Frat cx ‏شاه(‎ ‏با تركيب اين دو نوع مفصل ساده, می توانیم مکانیزم های بسیار مفیدی برای هرکت رباتها بسازیم. این دو‎ نوع مفصل برای ساخت بسیار ساده بوده و به خوبی میتوان در طرامی مهندسی از آنها بهره گرفت. اكثر ربات ها که تا کنون سافته شده اند دارای ترکیبی از این دو نوع مفصل هستند. 

صفحه 6:
سیستم های مختصات در مکانیزم ربات ها یکی از ملزومات کاربردی اساسی در سیستم ربات معین سافتن موقعیت قطعه نهایی مؤثر يا به عبارتى دست. پاء يا هر قطعه ديكر از بدنه كه در فضاى سه بعدى وظيفه اى (1 انجام می دهد. اكر سازة متمرکی مانند مکانیزم ربات نسبت به یک سیستم مختصات سنجیده شود. ملزومات موقعیت یابی را برآمرده می سازد. 

صفحه 7:
در ادامه سه نوع از ساختارهای بازوی ربات متناظر با مختصات کارتزین, استوانه ای کروی نشان داده شده است. Figwe by MIT OCW. Ocrtestaa poordiae robot 

صفحه 8:
Figure by MIT OCW. ‏سس الب‎ robot 

صفحه 9:
Figure by MIT OCW. ۱ eperckrae robot 

صفحه 10:
‎ol)‏ های مختلفی جهت تعیین موقعیت قطعه مچثر نهایی (0706هعهههه)در خضای سه بعدی وجود دارد. شکل هایی که در ادامه آورده شده است. سه نوع سافتار متمرک دیگر نشان داده شده که قطعه مدثر نهایی (بات را در خضای سه بعدی موقعیت دهی نماید. اکر چه این مکانیزم ها قابل قیاس با سیستم های مختصات معمول نیستند. اما قابلیت موقعیت دمی هم همه را در خضا دارند و دارای خصوصیات بارز و مطلوب جهت اموری خاص می باشند. ‏یکی از آنها که منسوب ‎ay‏ ربات 3(60:6063) است از دو مفصل چرخشی و یک مفصل منشوری تشکیل شده است. سافتار این ربات به طور اقص در سيستم های تولیدی مونتاٌ اتوماسیون مطلوب می باشد چرا که ‎hls‏ ‏فضای کاری در راستای محور افقی و محور عمودی بصورت مستقل بود و برای الماق قطعات مناسب است. ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎Figure by MIT OCW. ‎-GO@L®R ve robot ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 11:
نوع )09 مفصلی اسالجهج) ) یا رباط زانویی ماه نامیده می شود که از سه مفصل چرفشی شبیه به بازوی انسان تشکیل شده است. این نوع از ربات از درجات انعطاف و تطبیق پذیری بالایی برفوردار می باشد. نوع سوم از سازه های متمرک بغیر از داشتن سه مفصل پیچشی از قسمت تعادلی (بالانس) نیز برفوردارند. وزنم تعاحل يشت زانويى اثر جرم بار وارده ر! از وی هر سه مفصل هذف می نماید. ینابراین کشتاور تولیدشده مورد نیاز توسطا محرک ها (سسععاه) کاپش می یابد. این سافتار در ربات های دس که خاقد چرخ دنده کاهنده می باشند کاربرد داشته است. Figure by MIT OCW Orinkied robot نكته مورد توجه در خصوص سافتار ربات های مذکور اسن است که از اتصالات مسلسل («سسممت اجج) از مفاصصل ابتدایی سافته شده اند. در این مکانیزم سیستم مختصات در هر مفصل تعمیم می یابد که این امر سبب سهولت در تملیل و کنترل مکانیزم ربات میکردد. 

صفحه 12:
را او لینک های موازی مفصل های ابتدایی می توانند به غوبی در یک مجموعه بصورت موازی قرار کیرند. در شکل نمونه ای از مکانیزم لینک موازی نشان داده شده است. این اهرم بندی شامل پنج لینک به اتضمام یک لینک ‎(Dew Lick) ayly‏ 05 بوسیله پنم مفصل بیکدیکر متصل کشته اند. همانطور که نمایش داده شده اهرم بندی این بازو ها در نقطه ای خاص بیکدیکر متصل کردیده اندمثئل نقطه () در شکل. نکته مهم این است که چرخه بسته سینماتیکی بوسیله پنج لینک شکل گرفته است و در نتیجه دو لینک بازمیی که با یکدیکر بصورت سری قرار می گیرند بایستی از یک قید هندسی معین مطابعت نمایند. همانطور که در شکل مشفص است اکر زاویه دو فصل از پنم مفصل معین باشد. موقعیت (ممهب/0:۱>0) 7 میگردد. بطور مثال اکر دو زاوية مریوط به مفاصل ۱ و ۳ در مشخص شده باشند پس از آن موقعیت باقی لینک ها نیز معین می کردد. با مرکت دادن دو مفصل ‎١‏ و «ابوسيله دو ممرک. ما می توانیم (جسب۵۳۴) را در صفحه قائم به هرکت درآ وریم. اين نكته را بايد در نظر داشت كه اكر از بيش از دو مفصل توسط محرک های مستقل تمریک شوند. در چرفه سينماتيكى بسته بين سه محرك برفورد خواهيم داشت. سه مفصل از ينج مفصل نقش انفعالى دارن. بکو نهای كه آزادانه مى هرفند.بايستى تنها دو مفصل فعال بوده و بوسيله دو محرك مستقل به حركت درآيند. 

صفحه 13:
Joint 2 Joint 1 @ioint 3 Link 0 Active Joints Pve-bantok pardlt bak robot 

صفحه 14:
مایب نوسحق در شکل مکانیزم بحسجت9) نشان داده شده است که شامل یک صفمه متمرک و یک صفمه ثابت است و شش جک انتقال نيرو به صفمه متحرک و صفمه ثابت متصل هستند. موقیت و جهت صفمه متحرک بوسیله شش مهرک مستقل انجام می کیرد. نیروی ایجاد هرکت در صفمه متمرک توسط ششبازو تأمین می کردد.بنابراین ظرفیت بار عموما بالایوده و پاسخ دینامیکی برای ان نوع از مکانیزم ربات ها بسیار سریع می باشد. بايد توجه داشت كه اكر جه در اين مکانیزم از مخصل کروی استفاده شده است ولی ما می توانیم مفاصل ساده تری را نیز درب ise by MIT OCW ‎verkwniew paulettd: robot‏ بورروق 

صفحه 15:
با تشکر از حوصله شما 

گي ت يك مه هب انم تا ندس ي انواع مفصل در روبات ها تدوين:مهدي قاسمي استاد راهنما:مهندس حسين زاده مكانيزم ربات ها ‏Robot Mechanisms در اين ارائه يك نگاه كلي به انواع مختلف مكانيزم هاي بكار گرفته شده جهت توليد حركت در ربات خواهيم داشت و به معرفي تعدادي از طبقه بندي ساختارهاي مكانيزم ربات مي پردازيم. Joint Primitives and Serial Linkages مفصل :هاي نخستين و زنجيره اتصاالت مكانيزم يك ربات شامل سيستم بدنه چند قسمتي و متعدد است :كه به يكديگر متصل گرديده اند .ما در شروع ،هر قسمت از بدنه را صلب در نظر گرفته و از االستيسيته و تغيير شكل در اثر بارها چشم پوشي مي كنيم .هر جسم صلبي كه در مكانيزم رباط بكار مي رود لينك يا رابط ناميده مي شود و مجموعه يا تركيب لينك ها را بصورت اتصاالت مي شناسيم. مسئله اساسي در مورد لينك ها چگونگي جفت شدن و اتصال آنها با يكديگر است. دو نوع اتصال قديمي كه بين دو لينك وجود دارد در شكل زير نشان داده شده است. اولي مفصل prismaticيا (منشوري) است و درجايي مورد استفاده قرار مي گيرد كه دو رابط در طول يك محور ثابت حركت انتقالي دارند .بعبارت ديگر يك لينك (رابط) در طول يك خط مستقيم بر روي لينك ريگر مي لغزد. به همين دليل آنها را مفصل هاي لغزشي مي نامند. نوع دوم از مفصل هاي نخستين ،مفصل چرخشي مي باشد بگونه اي كه لينك ها (رابط ها) به دور محوري ثابت مي گردند .اين نوع مفصل ،با نام هاي مفصل لواليي،حلقه اي و يا چرخشي معروف هستند. ‏Primitive joint types: (a) a prismatic joint and (b) a revolute joint با تركيب اين دو نوع مفصل ساده ،مي توانيم مكانيزم هاي بسيار مفيدي براي حركت رباتها بسازيم .اين دو نوع مفصل براي ساخت بسيار ساده بوده و به خوبي ميتوان در طراحي مهندسي از آنها بهره گرفت. اكثر ربات ها كه تا كنون ساخته شده اند داراي تركيبي از اين دو نوع مفصل هستند. سيستم هاي مختصات در مكانيزم ربات ها يكي از ملزومات كاربردي اساسي در سيستم ربات معين ساختن موقعيت قطعه نهايي مؤثر يا به عبارتي دست ،پا ،يا هر قطعه ديگر از بدنه كه در فضاي سه بعدي وظيفه اي را انجام مي دهد. اگر سازة متحركي مانند مكانيزم ربات نسبت به يك سيستم مختصات سنجيده شود، ملزومات موقعيت يابي را برآمرده مي سازد. در ادامه سه نوع از ساختارهاي بازوي ربات متناظر با مختصات كارتزين ،استوانه اي و كروي نشان داده شده است. ‏Cartesian coordinate robot Cylindrical coordinate robot .Spherical coordinate robot راه هاي مختلفي جهت تعيين موقعيت قطعه مؤثر نهايي ()END-EFFECTORدر فضاي سه بعدي وجود دارد. شكل هايي كه در ادامه آورده شده است ،سه نوع ساختار متحرك ديگر نشان داده شده كه قطعه مؤثر نهايي ربات را در فضاي سه بعدي موقعيت دهي نمايد. اگر چه اين مكانيزم ها قابل قياس با سيستم هاي مختصات معمول نيستند ،اما قابليت موقعيت دهي END-EFFECTORرا در فضا دارند و داراي خصوصيات بارز و مطلوب جهت اموري خاص مي باشند. يكي از آنها كه منسوب به ربات SCALARاست از دو مفصل چرخشي و يك مفصل منشوري تشكيل شده است .ساختار اين ربات به طور اخص در سيستم هاي توليدي مونتاژ اتوماسيون مطلوب مي باشد چرا كه داراي فضاي كاري در راستاي محور افقي و محور عمودي بصورت مستقل بود و براي الحاق قطعات مناسب است. .SCALAR type robot نوع دوم ،ربات مفصلي ) )articulatedيا رباط زانويي elbowناميده مي شود كه از سه مفصل چرخشي شبيه به بازوي انسان تشكيل شده است .اين نوع از ربات از درجات انعطاف و تطبيق پذيري بااليي برخوردار مي باشد. نوع سوم از سازه هاي متحرك بغير از داشتن سه مفصل پيچشي از قسمت تعادلي (باالنس) نيز برخوردارند .وزنه تعادل پشت زانويي اثر جرم بار وارده را از روي هر سه مفصل حذف مي نمايد .ينابراين گشتاور توليدشده مورد نياز توسط محرك ها ( )actuatorsكاپش مي يابد .اين ساختار در ربات هاي direct-driveكه فاقد چرخ دنده كاهنده مي باشند كاربرد داشته است. ‏Articulated robot نكته مورد توجه در خصوص ساختار ربات هاي مذكور اسن است كه از اتصاالت مسلسل ( )serial connectionاز مفاصل ابتدايي ساخته شده اند .در اين مكانيزم سيستم مختصات در هر مفصل تعميم مي يابد كه اين امر سبب سهولت در تحليل و كنترل مكانيزم ربات ميگردد. 1 ‏Parallel Linkages لينك هاي موازي مفصل هاي ابتدايي مي توانند به خوبي در يك مجموعه بصورت موازي قرار گيرند .در شكل نمونه اي از مكانيزم لينك موازي نشان داده شده است .اين اهرم بندي شامل پنج لينك به انضمام يك لينك پايه ( )Base Linkكه بوسيله پنج مفصل بيكديگر متصل گشته اند. همانطور كه نمايش داده شده اهرم بندي اين بازو ها در نقطه اي خاص بيكديگر متصل گرديده اند.مثل نقطه Aدر شكل. نكته مهم اين است كه چرخه بسته سينماتيكي بوسيله پنج لينك شكل گرفته است و در نتيجه دو لينك بازويي كه با يكديگر بصورت سري قرار مي گيرند بايستي از يك قيد هندسي معين مطابعت نمايند. همانطور كه در شكل مشخص است اگر زاويه دو فصل از پنج مفصل معين باشد ،موقعيت ( )End-Effectorتعيين ميگردد. بطور مثال اگر دو زاوية مربوط به مفاصل 1و 3در مشخص شده باشند ،پس از آن موقعيت باقي لينك ها نيز معين مي گردد .با حركت دادن دو مفصل 1و 3بوسيله دو محرك ،ما مي توانيم ( )End-Effectorرا در صفحه قائم به حركت درآوريم. اين نكته را بايد در نظر داشت كه اگر از بيش از دو مفصل توسط محرك هاي مستقل تحريگ شوند ،در چرخه سينماتيكي بسته بين سه محرك برخورد خواهيم داشت .سه مفصل از پنج مفصل نقش انفعالي دارند ،بگو نهاي كه آزادانه مي چرخند.بايستي تنها دو مفصل فعال بوده و بوسيله دو محرك مستقل به حركت درآيند. Five-bar-link parallel link robot Stewart mechanism در شكل مكانيزم Stewartنشان داده شده است كه شامل يك صفحه متحرك و يك صفحه ثابت است و شش جك انتقال نيرو به صفحه متحرك و صفحه ثابت متصل هستند. موقيت و جهت صفحه متحرك بوسيله شش محرك مستقل انجام مي گيرد .نيروي ايجاد حركت در صفحه متحرك توسط ششبازو تأمين مي گردد.بنابراين ظرفيت بار عموما باالبوده و پاسخ ديناميكي براي اين نوع از مكانيزم ربات ها بسيار سريع مي باشد .بايد توجه داشت كه اگر چه در اين مكانيزم از مفصل كروي استفاده شده است ولي ما مي توانيم مفاصل ساده تري را نيز در بگيريم. ‏Stewart mechanism parallel-link robot •با تشكر از حوصله شما