احمدرضا خوگر
-
برای ارزیابی و بهبود دقت مسافت طی شده بیم لیزری با فاصله ثابت، ابتدا باید رابطه سیگنال بازتاب لیزر پالسی که از سطح اجسام منعکس می شود، محاسبه و تحلیل شود. سپس، زاویه پهن شدگی سیگنال بازتاب و ضریب پهن شدگی نسبی، باید تعیین شوند. در این تحقیق رابطه ای تحلیلی برای اندازه گیری و تشخیص فاصله برای لیزر پالسی و سنجش آماری فاصله، طراحی شده است که در آن حداقل فاصله قابل اندازه گیری و محاسبات لازم برای برآورد کمی آن ارایه شده است. در این راستا، رابطه میان ضریب پهن شدگی و پارامترهای مربوطه مانند، فاصله آشکارسازی، زاویه تابش به سطح هدف و سیگنال انعکاس تابش، تعیین و ارزیابی شده اند. نتایج شبیه سازی و نتایج تجربی نشان می دهند که حداکثر برد لیزر برای فاصله سنجی مطمین 5/36 متر است که با خطای آماری 24/0-48/0 متر همراه است. با افزایش آستانه اندازه گیری، خطای فاصله سنجی و برد قابل اعتماد کاهش می یابد. با افزایش زاویه تابش لیزر، زاویه واگرایی و ضریب پهن شدگی افزایش می یابند و با کاهش پهنای پالس لیزری، ضریب پهن شدگی کاهش می یابد. ازآنجاکه افزایش زاویه سطح هدف باعث افزایش واگرایی سیگنال بازتاب می شود، مقادیر میانگین و واریانس سیگنال بازتاب نیز افزایش خواهد یافت.
کلید واژگان: آشکارسازی, فاصله سنجی, لیزر پالسی, آستانه ثابت, تشخیص لبه پیشروIn order to evaluate and improve the accuracy of the distance traveled by the laser beam with a fixed distance, first the relation of the pulsed laser reflection signal reflected from the surface of the objects should be calculated and analyzed. Then, the broadening angle of the reflection signal and the relative broadening factor should be determined. In this research, an analytical relationship for distance measurement and detection for pulsed laser and statistical distance measurement has been designed, in which the minimum measurable distance and the necessary calculations for its quantitative estimation are presented. In this regard, the relationship between the broadening coefficient and relevant parameters such as detection distance, radiation angle to the target surface, and radiation reflection signal have been determined and evaluated. Simulation results and experimental results show that the maximum laser range for reliable distance measurement is 36.5 m, which is associated with a statistical error of 0.24 to 0.48 m. As the measurement threshold increases, the distance measurement error and the reliable range decrease. As the laser radiation angle increases, the divergence angle and the broadening coefficient increase, and as the laser pulse width decreases, the broadening coefficient decreases. Since increasing the angle of the target surface increases the divergence of the reflection signal, the mean values and variance of the reflection signal will also increase.
Keywords: Laser Detection, Distance Metering, Pulsed Laser, Constant Threshold, Leading Edge Detection -
در مقاله حاضر طراحی سینماتیکی و بهینه سازی ابعادی هندسه یک بازوی رباتیک چهاردرجه آزادی (پالتایزر) انجام شده است. ابتدا هندسه اولیه با قابلیت حمل افقی بار طراحی شده است. سپس روی ابعاد هندسه ی سازه ربات بهینه سازی صورت گرفته و روش حل با استفاده از روش تحلیلی اعتبارسنجی شده است. بهینه سازی به نحوی صورت گرفته است که تغییرات ابعاد هندسی بازوها به عنوان پارامترهای طراحی، منتج به دریافت بهترین نتایج برای تابع هدف یعنی نیروهای مفصلی، تنش و تغییر شکل در بازوها و توزیع مناسب نیروی بار شود. با استفاده از روابط پارامتریک بدست آمده از نتایج بهینه سازی می توان مسیر کوتاه تری را برای طراحی ربات های مشابه طی نمود و به تبع آن با در اختیار داشتن هندسه ای بهینه، در طراحی های آتی می توان پارامترهایی همچون عدم افزایش ابعاد مقاطع بازوها برای غلبه بر تنش و تغییر شکل، عدم افزایش وزن کلی سازه و به دنبال آن افزایش دقت، تکرارپذیری، توان حمل بار بیشتر، چالاکی ربات و بزرگ نشدن ابعاد کلی را بهبود بخشید.
کلید واژگان: بازوی رباتیک, بهینه سازی هندسی, المان محدود, مکانیزم متوازی الاضلاعThe most common types of mechanical arms are robots that are used as palletizing robots to transport light and heavy loads. In robots that are used to move heavy loads, increasing the carrying capacity of the robot while maintaining dexterously, accuracy, repeatability and lightness has always been one of the issues studied by researchers. With this approach, in the present paper, the kinematic design and dimensional optimization of the geometry of a four-degree robotic robotic arm have been performed. The primary geometry is designed using parallel parallelograms to allow horizontal load carrying. After the initial design of the geometry dimensions of the robot, using the finite element method, the geometric optimization of the structure has been done in such a way that changes in the geometric dimensions of the arms as design parameters result in receiving the best results for the objective function. Deformation of the arms and proper distribution of load force among all arms. Using the optimization results of this paper and achieving a set of parametric relationships for the geometry of the robot structure, a shorter path can be taken to design these robots and With optimal geometry, parameters such as not increasing the dimensions of the arm sections to overcome stress and deformation, not increasing the overall weight of the structure, followed by increasing accuracy, repeatability, more load carrying capacity, robot dexterously and not enlarging the overall dimensions of the robot Improve.
Keywords: Robot Manipulator, Geometrical optimization, Finite element, Parallelogram Mechanism -
در این مقاله، کنترل نیروهای مجری نهایی یک بازوی رباتیک با استفاده از سامانه فرماندهی که به صورت مطلوب شش درجه آزادی دارد، انجام شده است. سامانه فرماندهی می تواند از یک جوی استیک که بر روی یک سازوکار موازی پیاده شده است، استفاده کند. در این مقاله ربات پیرو، رباتی است که مجری نهایی آن به کمک سامانه فرماندهی کنترل شده و قادر است مسیر مرجع را با نیروی مشخص شده طی کند. بدین منظور چندین مسیر مختلف و بر روی سطوح متفاوت در نظر گرفته شده است و مجری نهایی ربات در هریک از موارد، مسیر طراحی شده را با وارد ساختن نیروی ثابتی طی کرده است. همچنین امکان شناسایی و عبور از موانع در این سامانه لحاظ شده است. سامانه کنترلی به گونه ای طراحی شده که مجری نهایی ربات ضمن نزدیک شدن به مانع، با آن برخورد نمی کند. از این رو ربات با کارایی بهتری می تواند به عنوان ربات جراح، ربات حمل مواد حساس و یا در کاربردهای دیگر مورد استفاده قرار گیرد و پس از برخورد با سطح، می تواند بازخورد نیرویی متناسب با نیروی برخورد را ایجاد و به دست اپراتور منتقل کند.
کلید واژگان: کنترل نیرو, مجری نهایی, جوی استیکIn this article, controlling the end-effector forces is accomplished using a command system with six degrees of freedom. The command system can use a joystick implemented on a parallel mechanism. The follower robot’s end-effector is controlled by the command system and is capable of traversing the reference path with the specified force. To demonstrate this, several paths on different planes are considered and the robot’s end-effector is seen to traverse each assigned path by applying a constant force. It is also possible to identify obstacles and avoid them with this system. The control system is designed so that while approaching an obstacle, the robot’s end-effector does not collide with it. Hence, a general-purpose robot can be navigated with better performance and it can be used as a surgical robot, a robot for carrying sensitive materials or other applications. In such operations, to adjust the contact forces after a collision of the end-effector with the surface, this control system produces the appropriate control feedback. This feedback gives the operator a sense of the forces at the end-effector position and increases the operator manipulation and maneuvering skill.
Keywords: Force Control, End-effector, Joystick -
از مکانیزم موازی کروی برای دوران جسم حول یک نقطه ثابت استفاده می شود. تاکنون با استفاده از سنتز نوعی، آرایش های سینماتیکی مختلفی برای این ربات با سه درجه آزادی دورانی بدست آمده است. متداول ترین ساختار مورد استفاده برای این ربات، آرایش سینماتیکی 3-RRR است که ساختاری بیشینه مقید بوده و موجب دشواری هایی در ساخت و مونتاژ این ربات می شود اما در کنار آن مزایایی نظیر دقت زیاد را داراست. در این مقاله دو ساختار نابیشینه مقید 3-RRS و 3-RSR مستخرج از سنتز نوعی که قابلیت ساخت دارند، از نقطه نظر دقت بر اساس لقی مفاصل با ساختار بیشینه مقید مورد مقایسه قرار گرفته اند. بدین منظور ابتدا مدلی برای خطای سکوی متحرک بر مبنای لقی مفاصل معرفی شده است که به یک مسئله بهینه سازی محدب منجر می شود. سپس بیشینه شش مولفه خطای سکوی متحرک در بیش از 1000 جهت گیری مختلف از فضای کاری تعریف شده برای هر یک از ربات ها محاسبه شده است. نتایج نشان دادند که خطای مجری نهایی به پیکربندی ربات بستگی دارد. همچنین با مقایسه نتایج مشخص شد که ساختار 3-RRR خطای جابجایی نقطه ای کمتری نسبت به سایرین دارد، در حالی که خطای جهت گیری ساختار 3-RRS کمتر از دو ساختار دیگر است که نشان می دهد می توان از ساختارهای نابیشینه مقید به جای ساختار بیشینه مقید در طراحی این ربات استفاده نمود. در نهایت نیز مقایسه ای بین شاخص های عملکردی کینتواستاتیکی با مدل ارایه شده در این مقاله صورت گرفته است و نتایج نشان دادند که شاخص حساسیت سینماتیکی بیشترین مطابقت را با میزان دقت ربات دارد.
کلید واژگان: ربات موازی کروی, تحلیل دقت, لقی مفصل, حساسیت سینماتیکیA Spherical Parallel Mechanism (SPM) is used to rotate a body around a fixed point. Using type synthesis, different kinematic arrangements can be obtained for the robot with three degrees of rotational freedom. The most commonly used structure for this robot is the 3-RRR kinematic architecture which is an overconstrained parallel mechanism and causes several problems of mounting the mechanism, but has the advantage of having high rigidity thus a good accuracy. In this paper two non-overconstrained architectures 3-RRS and 3-RSR that are extracted from the type synthesis are compared with overconstrained one from accuracy point of view based on joint clearance. First, a method to obtain a model of moving platform pose (position and orientation) error based on joint clearance is introduced which leads to a standard convex optimization problem. Then maximum values of six components of the pose error are computed in more than 1000 different configurations within their workspace. It is shown that this displacement is configuration dependent. The obtained results revealed that the 3-RRR SPM has better position accuracy while in the case of orientation, the 3-RRS SPM has lowest maximum error between SPMs under study in the prescribed workspace. It can be concluded that non-overconstrained structures can be used instead of the overconstrained structure. Finally, a comparison was made between the performance indices and the method presented in this paper and results showed that the kinematic sensitivity index is most consistent with the accuracy of the robot.
Keywords: Spherical Parallel Manipulator, Accuracy Analysis, Joint Clearance, Kinematic Sensitivity -
در کار حاضر بر اساس الگوریتم حل عددی بایر و فرانکل یک کد کامپیوتری جهت پیش بینی پارامترهای بالستیک داخلی (فشار و دمای گازهای پیشرانه، موقعیت و سرعت گلوله در زمان های مختلف) تهیه شده است. تغییرات نرخ سوزش به کار رفته با فشار به صورت غیرخطی است. عبارت حجم در معادله حالت با درنظر گرفتن حجم مشترک گازهای آغازگر، هم-پوشانی اولیه گلوله با محفظه احتراق و عقب نشینی سلاح ویرایش شده است. در معادله انرژی اتلاف حرارتی، اتلاف ناشی از غلبه بر نیروی خان کشی و اتلاف مربوط به عقب نشینی سلاح و چرخش گلوله منظور شده است. نتایج کد تهیه شده بر مبنای روش حاضر با نتایج آزمایشگاهی و همچنین نتایج منتشر شده از دیگر کدهای معتبر در تحلیل بالستیک داخلی، تطابق خوبی را نشان می دهد. پس از اعتبارسنجی، مطالعه پارامتریک برای حجم مشترک گازها و نیروی مقاومت خان کشی به منظور میزان اثرگذاری بر دقت در محاسبه فشار گازهای احتراق و سرعت گلوله انجام شد. اثر فشار شروع حرکت گلوله بر بیشینه فشار گازهای احتراق نیز بررسی شده است. این تحقیق نشان داد با افزایش فشار شروع حرکت گلوله، بیشینه فشار در محفظه احتراق به صورت سهمی افزایش خواهد داشت. در ادامه مطالعه پارامتریک اثر خصوصیات آغازگر بر تغییرات دما و فشار گازهای احتراق با زمان بررسی شده است.
کلید واژگان: بالستیک داخلی تفنگ, نرخ سوزش غیرخطی, توسعه تحلیل صفر بعدی, حجم مشترک گاز, اتلاف حرارتیIn this research, a computer code is developed to predict the interior ballistic parameters (variation of pressure and temperature of propellant gases, location and velocity of projectile versus time) based on Baer&Frankle zero dimensional method. Nonlinear burning rate equation has been used. Volume term in the equation of state has been modified considering co-volume of propellant and igniter gases and the overlap between projectile, cartridge and recoil. Results obtained from this method are improved by correcting heat loss relations and considering energy losses due to recoiling parts of the gun and projectile spin. The calculated results are in good agreement with experimental data as well as the data reported from other interior ballistic codes. Investigation was performed to reveal the effect of co-volume of propellant gases, engraving force and shot-start pressure on the breech pressure. Also effect of igniter properties on the temperature and pressure history of burnt gases has been studied.Keywords: Guns Interior Ballistics, Nonlinear Burning Rate, Developed Zero Dimensional Analysis, Co, Volume of Gases, Heat Loss -
تحلیل بالستیک داخلی سلاح با توجه به سریع بودن فرآیند و مشکلات اندازه گیری در قسمت داخلی لوله از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله اثر لحاظ نمودن پارامتر حجم مشترک گازهای حاصل از احتراق پیشرانه جامد تفنگی به صورت حل تحلیلی بررسی شده است. این پارامتر به اثر متقابل مولکولهای گازی محصولات احتراق در دما و فشار بالای داخل لوله مربوط می شود. مدل اصلی بکار رفته در این تحلیل مدل کرنر با نرخ سوزش خطی است. در این مدل معادله حالت بکار رفته معادله گاز کامل است، با لحاظ نمودن پارامتر حجم مشترک، این معادله حالت به معادله نوبل آبل تبدیل می شود. با توجه به اینکه پارامتر حجم مشترک، منجر به کاهش حجم آزاد گازهای حاصل از احتراق می شود، در نظر گرفتن آن باعث افزایش فشار و در نتیجه افزایش سرعت دهانه تفنگ گردید. این موضوع دقت محاسبات را در اکثر شبیه سازی ها بهبود می دهد. همچنین در کار حاضر فرمولاسیون جدید برای تحلیل بالستیک داخلی گرین های پیشرانه با هندسه کروی ارائه شده است.
کلید واژگان: بالستیک داخلی, حجم مشترک, تحلیل صفربعدی, پیشرانه های کرویInterior ballistic analysis is very important because ballistic cycle is extremely rapid and measuring process into the gun tube is very difficult. In this article, effect of co-volume considering have been investigated by analytical solution. This parameter is related to interaction between molecules in gaseous phase at high pressure and high temperature. The present model is based on Corner method with linear burning rate. Noble-Able equation of state was used at this model instead ideal gas equation of state. Available volume for propellant gases is reduced as a result of considering co-volume. Therefore pressure and muzzle velocity increased. In this research work, new formulations for analyzing spherical propellant grains have been developed.Keywords: Interior ballistics, Co, volume, Zero dimensional analysis, Spherical propellant grains -
تقریبا همیشه بین نقطه ی اصابت موشک های بالستیک و نقطه ی هدف، مقداری خطا وجود دارد. تخمین این خطاها از نظر کاربردی اهمیت زیادی دارد. بررسی منابع این خطا و اثرات آن بر موشک به طراحان کمک می کند پارامترها را طوری بهینه کنند که دایره ی احتمال خطا (CEP) کمینه باشد. در این مقاله مسائل یک موشک بالستیک در فاز فعال سازی موتور بوستر و در پی آن فاز پرواز آزاد موشک بررسی شده است. در این تحقیق، یک موشک مشخص با استفاده از شبیه ساز پرواز 6 درجه آزاد موجود در نرم افزار MATLAB و با در نظر گرفتن جزئیات لازم مدل سازی و مطالعه شده است. اثرات پارامترهای کنترلی مختلف و زیرسیستم های هدایت و ناوبری بر CEP و بودجه ی خطا، شبیه سازی و تحلیل شده است و اهمیت پارامترهای مختلف از دیدگاه طراح ارزیابی و اندازه گذاری شده است.
کلید واژگان: دایره احتمال اصابت, بودجه خطا, موشک بالستیکThere are always some errors between the desired impact position of ballistic missiles and their real impact position.Estimation of this error is important from operational point of view. Investigation of sources of this error and its’ effects on the missile can help a designer to optimize the parameters so that the circular error probability (CEP) is minimized.This paper investigates the problems of dispersion of ballistic missiles during the boosting phase and the free flight phases following that. In this work a specific missile has been extensively studied using the six degree of freedom missile flight trajectory simulator in the Matlab software. The influence of the control parameters and different guidance and navigation subsystems on the CEP and its scattering budget are analyzed, and their significance from a designer point of view are measured.Keywords: Circular Error Probability, CEP, Error Budget, Ballistic Missile -
توابع تبدیل یک موشک در طول پرواز آن ثابت نبوده و تغییر می کنند. برای کنترل مناسب موشک در طول این مسیر لازم است ضرایب آیرودینامیک موجود در توابع تبدیل، در نقاط کاری مختلف اصلاح شوند تا کنترل کننده های طراحی شده عملکرد مطلوب داشته باشند. در این مقاله با استفاده از فیدبک لرزش بالک ها، بهره ها و ضرایب آیرودینامیکی یک موشک زمین به هوا تعیین و در توابع به کار برده می شوند. فیدبک لرزش های بالک موشک شاخصی از سرعت و فشار دینامیکی است که هم در تعیین نقاط کار و اصلاح ضرایب آیرودینامکی مؤثر است و هم مستقیما در توابع تبدیل اثر گذار است. این روش در یک شبیه سازی شش درجه پرواز موشک با مدل دینامیکی لرزش بالک های عقب و مجموعه IMU، آزمایش شده است. نتایج شبیه سازی و مقایسه آن با پروازهای واقعی ثبت شده، نشان می دهد که فیدبک لرزش های بالک ها به خوبی می تواند برای تخمین سرعت و فشار دینامیکی موشک و تصحیح ضرایب آیرودینامیکی در توابع تبدیل استفاده شود.
کلید واژگان: لرزش بالک های عقب, اصلاح ضرایب آیرودینامیکی, موشک های پدافند هوایی, کنترل موشک -
روبات های بزرگ برای حرکت بازوهای سنگین خود نیاز به عملگرهای قدرتمند دارند. از طرفی، بزرگی سازه بازوها سرعت حرکت آنها را به شدت محدود می سازد. برای رفع این محدودیت ها، روبات های انعطاف پذیری با بازوهای سبک طراحی می شوند. در این مقاله، یک روش جدید اجزاء محدود برای مدلسازی و شبیه سازی رفتار دینامیکی بازوهای انعطاف پذیر با استفاده از مکانیک هامیلتونی ارائه شده است. در این مدل، تمامی عبارات غیرخطی، مانند آثار دینامیکی بین بازوها در نظر گرفته شده است. یک برنامه MATLAB برای مدل سازی و شبیه سازی انعطاف پذیری روبات و اثرات آن در رفتار دینامیکی حرکت بازوها توسعه داده شده است. نتایج شبیه سازی اهمیت اثر انعطاف پذیری و تاثیر آن بر خطای مجری نهایی را نشان می دهد.
کلید واژگان: انعطاف پذیری, روبات بازوی مکانیکی, اجزاء محدود, مدلسازی, شبیه سازیTraditional robot manipulators that have large links need powerful actuators and their massive structures strongly limit their operating speed. Flexible manipulators having lightweight links are designed to overcome these disadvantages and in this case their flexibility is an important and unavoidable characteristic. In this paper, a new approach to finite element modeling of flexible manipulators, using Hamiltonian mechanics and simulation of their dynamic behavior is presented. The finite element model includes all non-linear terms, such as dynamic interactions between linkages. A computer program is developed in the MATLAB medium to simulate the effects of flexibility on the robot’s motion quality. Our results indicate the importance of flexibility and existence of considerable errors in the end-effector's positions.Keywords: Flexiblity, Manipulators, Robot, Finite Element, Modeling, Simulation -
مراحل طراحی و ساخت شبیه سازها به صورت ماژولارامروزه شبیه سازها در برآورد کیفیت رفتار و ارزیابی سامانه های مختلف هوایی، دریایی و زمینی یک رکن اساسی به شمار می روند. آنها در آموزش خلبانان نیز کاربرد وسیعی پیدا کرده اند. در این مقاله طراحی و ساخت چهار قسمت از اجزاء تشکیل دهنده سیمولاتورها به صورت ماژولار (کاربرد عمومی)؛ مطرح شده است. ماژولارسازی شبیه سازها مسئله ساخت آنها را تا حد نصب و راه اندازی ساده می کند.کلید واژگان: ماژولا, شبیه ساز, واقعیت مجازی
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.