طراحي بكارانداز وضعيت زاويه‌اي و آناليز شبيه‌سازي ربات ريزپهپاد بال‌زن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

يكي از چالش‌هاي پيشنهاد شده توسط محققان دانشگاه بروكسل كه بر روي پروژه‌ي كوليبري كار مي‌كنند، طراحي كمينه‌ي وزن براي سيستم سازه-مكانيزم كوليبري مي‌باشد. ربات ريزپهپاد بال‌زن از سه سرووكنترلر خطي و چرخشي استفاده مي‌كرد تا دوران‌هاي غلتش، كله‌زني و چرخش به دور خود را به طور مستقل پديد آورد. هدف اين پايان‌نامه طراحي مكانيزم بكاراندازي به منظور توليد هر سه چرخش غلت، كله‌زني و چرخيدن به دور خود، با تنها با يك سروو‌كنترلر دوراني به جاي سه سرووكنترلر مي‌باشد. تصميم بر اين شد كه اين طراحي با كاهش تعداد سرووكنترلرها و افزودن شماري تيرهاي دوريخت پيزوالكتريك براي جلوگيري از پديده‌ي تكينگي ناشي از كم بكار‌اندازندگي انجام شود. اساس اين طراحي تحت تركيبي از دو نوع مكانيزم بكاراندازي ايجاد شد؛ فقط يك سرووكنترلر به اضافه تعدادي شفت، چرخ دنده، اتصالات (كوپلينگ) و برخي ديگر از مكانيرم‌هاي انتقال حركت، علاوه بر سه دسته پيزوالكتريك دوريخت بكارانداز كه نقش آن عوض‌كردن حركت مابين شفت‌ها مي‌باشد. اين مكانيزم كنترلي سه‌بعدي به گونه‌اي طراحي شد كه دستيابي به اين هدف ميسر گردد. براي جداسازي سه چرخش غلت، كله‌زني و چرخيدن به دور خود، طراحي‌هاي مختلفي انجام شد. ابتدا شبيه‌سازي طراحي اتصال كاردان براي جداسازي غلتش و كله‌زني با موفقيت انجام شد ولي در شبيه‌سازي چرخش به مشكل برخورد. سپس با طراحي ژيروسكوپ گيمبال شبيه‌سازي چرخش نيز ميسرگرديد. علاوه بر اين، يك تحليل فركانس براي قاب سازه‌اي ربات انجام‌ شد. براي تحليل حركت و شبيه‌سازي از ساليدوركس و براي تحليل فركانسي سازه از آباكوس استفاده شد. مدل‌سازي نتايج ساليدوركس هم با شبيه‌سازي و هم با ابزار‌هاي گرافيكي ارائه شد. نتايج آباكوس توسط تعدادي جدول براي فركانس هاي طبيعي و مود شيپ‌ها ارائه شد. در پايان نتايج تحليل حركت براي هر سه شبيه سازي ارائه شد كه نشان داد در اين طراحي حركت‌هاي غلت زدن و كله‌زدن با تقريب خوبي از يكديگر مستقل بودند در حالي كه براي حالت چرخش دور خود اين تفكيك كم‌تر ظاهر شد؛ به خصوص بين حركت چرخش به دور خود اعمالي و غلت‌زدن ايجاد شده. يكي ديگر از مشكلاتي كه در مسير اين طراحي وجود داشت، افزايش ولتاژ موردنياز براي تيرهاي پيزوالكتريك دوريخت بود كه با استفاده از يك مبدل تبديل ولتاژ برطرف گرديد.

225116

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان