جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "kinematic sensitivity" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «kinematic sensitivity» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
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 -
This paper presents the kinematic analysis and the development of a 4-degree-of-freedom serial-parallel mechanism for large commercial vehicle driving simulators. The degrees of freedom are selected according to the target maneuvers and the structure of human motion perception organs. Several kinematic properties of parallel part of the mechanism under study are investigated, including the inverse and the forward kinematics problems, workspace determination, singularity, and kinematic sensitivity analysis. The workspace of the parallel part of the mechanism is obtained by interval analysis. Moreover, using elimination theory, a univariate expression representing the forward kinematics solution of the parallel part is obtained.Keywords: Driving simulator, Parallel mechanisms (PM), Forward kinematics problem (FKP), Kinematic sensitivity, Interval analysis
-
This paper presents the results of a comprehensive study on the efficiency of planar parallel mechanisms, considering their kinetostatic performance and also, their workspace. This aim is approached upon proceeding single- and multi-objective optimization procedures. Kinetostatic performances of ten different planar parallel mechanisms are analyzed by resorting to a recent index, kinematic sensitivity. Moreover, the greatest possible continuous circle in the constant-orientation workspace of the latter mechanisms is considered as another objective for the optimization procedures. Seeking the set of design parameters which compromises simultaneous optimal values for the two aforementioned objectives, i.e., kinematic sensitivity and workspace, necessitates launching a multi-objective optimization process. The mathematical framework adopted for the optimization problem is based on genetic algorithm. The results of multi-objective optimization are based on the sets of Pareto points, offering the most reliable decisions to reconciliate between some conïicting objectives. To this end, the ten planar parallel mechanisms are sorted into two sets based on their type of actuator, some of them with prismatic actuators and the other ones with revolute actuators. Finally, a comparison between performances of these mechanisms, according to the obtained results, is carried out.Keywords: Constant, orientation workspace, differential evolution, Kinematic sensitivity, NSGA, II, Planar parallel mechanisms
-
حساسیت صفحه متحرک مکانیزم های موازی به خطاهای موجود در طراحی و کنترل از اهمیت بسزایی برخوردار است. در واقع، طراحی این مکانیزم ها باید به گونه ای باشد که تاثیرپذیری مجری نهایی را از انواع مختلف عدم قطعیت تا حد امکان کاهش دهد. از این رو، شاخص های متنوعی برای ارزیابی کیفیت کارایی این مکانیزم ها تاکنون توسط محققان پیشنهاد شده، که اکثر این شاخص ها مشکلات مفهومی زیادی از نظر تعبیر فیزیکی و کاربردی دارند، و تنها شاخصی که از این لحاظ قابل اعتماد است شاخص حساسیت سینماتیکی است. با این حال، تاکنون، هیچ پژوهشی تاثیر عدم قطعیت موجود در مفاصل غیرفعال را بر روی شاخص مذکور بررسی نکرده است. شاخص های کارایی سینماتیک-استاتیکی ای که تاکنون برای ارزیابی مکانیزم های موازی پیشنهاد شده اند، با این فرض فرمول بندی شده اند که خطا یا لقی ای در مفاصل غیرفعال وجود ندارد، یا اگر وجود دارد، قابل چشم پوشی است. این مقاله مدل ریاضی جدیدی را برای محاسبه حساسیت سینماتیکی مکانیزم های موازی با توجه به خطای موجود در مفاصل غیرفعال ارایه می دهد، که می تواند برای طراحی بهینه و ارتقای کارایی مکانیزم های موازی با توجه به شاخص های سینماتیک-استاتیکی و فضای کاری مورد استفاده قرار گیرد. روش مذکور، برای اثبات صحت و کارایی، در مورد مکانیزم های موازی چهار میله ای و 3-RPR، و نیز ربات تریپترون، به طور نمونه، اعمال می گردد. نتایج پیاده سازی حاکی از آن است میزان شاخص حساسیت سینماتیکی با در نظر گرفتن خطای موجود در مفاصل غیر فعال، برای مکانیزم های امتحان شده، به ترتیب در بازه های 1-4/ 2، 1/ 0-9/ 0 و 6/ 0-2/2 می باشد.
کلید واژگان: مکانیزمهای موازی, کارایی سینماتیک, استاتیکی, حساسیت سینماتیکی, عدم قطعیت مفاصل, مفاصل غیرفعالThe sensitivity of the moving platform of parallel mechanisms to the uncertainties in the design and control stages is of paramount importance. The mechanism has to be designed such that the negative effect of the foregoing errors is minimized. The latter issue has encouraged many researchers to derive and propose relevant indices being responsible for outputting a metric representing the kinetostatic performance of parallel mechanisms. Most of such indices entail severe drawbacks in the sense of leading to physically inapplicable interpretation, which was considerably alleviated by the emergence of kinematic sensitivity. Nevertheless, none of the studies heretofore has investigated the influence of the uncertainties in the passive joints on the kinetostatic performance. In other words, the assumption has always been that the aforementioned errors are negligible. This paper proposes a novel formulation for the kinematic sensitivity index, which, apart from that of the active joints, takes the effect of the uncertainties in the passive joints into account, and brings about the advantage that the mechanism can be optimized and improved in terms of kinetostatic performance, together with the workspace. The formulation, for the sake of illustration and verification, is also applied to the 4-bar linkage and 3-RPR parallel mechanisms, as well as the Tripteron robot. The results of the implementation of the proposed kinematic sensitivity index, which takes the effect of the uncertainties in the passive joints into account, show that the values associated with the case-studies considered in this paper fall within the intervals 1-2.4, 0.1-0.9 and 0.6-2.2, respectively.Keywords: Parallel Mechanisms, Kinetostatic Performance, Kinematic Sensitivity, Joint Clearance, Passive Joints -
این مقاله با بهره گیری از الگوریتم های بهینه سازی تکاملی، به طراحی بهینه چند هدفه ربات های کابلی می پردازد. با توجه به اینکه در ربات های کابلی، کابل ها همیشه باید در حالت کششی قرار داشته باشند، وسعت فضای کاری کنترل پذیر ربات به عنوان معیاری برای طراحی بهینه ربات انتخاب شده است. این معیار یکی از موارد بسیار مهمی است که در کارایی ربات های کابلی مورد توجه قرار می گیرد. علاوه بر آن برای آنکه ربات کابلی مهارت و دقت کافی داشته باشد و بتواند در همه جهات مورد نیاز، مانور دلخواه را انجام دهد، از معیارهای دیگر سینماتیکی همانند عدد وضعیت عمومی، حساسیت سینماتیکی انتقالی و دورانی استفاده شده است. با بررسی تقابل این معیارها با یکدیگر نشان داده شده است که استفاده از روش های بهینه سازی چند هدفه روش موثری برای رسیدن به مصالحه مناسب در طراحی ربات است. سپس با بهره گیری از روش های بهینه سازی چند هدفه ای با ساختار الگوریتم ژنتیک و الگوریتم ازدحام ذرات، جبهه بهینگی پرتو به گونه ای برای متغیرهای طراحی ربات کابلی صفحه ای بدست آورده شده است که مصالحه مناسبی بین توابع هدف طراحی صورت گیرد.
کلید واژگان: ربات کابلی صفحه ای, طراحی بهینه چند هدفه, حساسیت سینماتیکی, عدد وضعیت, فضای کاری کنترل پذیرThis paper investigates the multi-objective optimization design of planar cable-driven parallel robots by using the evolutionary optimization algorithm. Since in cable-driven parallel robots، the cables should remain in tension in all configurations، the extent of the controllable workspace is considered as one of the design indices. This objective function is of utmost importance to the design of cable-driven parallel robots، since it considers the unidirectional properties of the cables in the analysis. In addition، in order for the robot to have suitable dexterity and accuracy and to be able to manipulate any arbitrary task in all the required directions، various kinematic indices such as global condition number، translational and rotational kinematic sensitivity indices are used. Through analysis of the conflict of these objectives within the workspace of the robot، it is shown that use of multi-objective optimization is an effective method to reach to a suitable trade-off. Furthermore، by applying multi-objective optimization methods such as the non-sorting genetic algorithm and the adaptive weighted particle swarm optimization algorithm، the optimal pareto front for the design parameters for the cable robot is obtained such that to draw a compromise between the robot designs.Keywords: Planar cable robot, Multi, objective optimization, Kinematic sensitivity, Condition number, Controllable workspace
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.