آناليز ارتعاشي ربات كابلي به منظور تعيين سرعت‌هاي بحراني

ربات‌هاي كابلي يكي از انواع ربات‌هايي هستند كه زنجيره‌ي سينماتيكي آ نها موازي مي‌باشد. ربات‌هاي كابلي موازي به دليل استفاده از محرك كابلي به جاي بازوهاي صلب، داراي ويژگي‌هاي مهمي همچون فضاي كاري گسترده، سرعت و شتاب بالاتر و صرفه اقتصادي مطلوب مي‌باشند. از سوي ديگر به دليل فضاي كاري گسترده و خاصيت ذاتي كابل در معرض ارتعاشات ناخواسته قرار دارند به همين دليل بررسي مدل ديناميكي و ارتعاشي آنها يك ضرورت است. در اين تحقيق با تكيه بر روش اجزاي محدود و با بهره گيري از المان كابل طول متغير، روابط ديناميكي حاكم بر يك ربات كابلي صفحه‌اي استخراج مي‌شود. ربات مورد تحقيق، يك ربات چهاركابله است كه يك فضاي مستطيلي را پوشش مي‌دهد. معادلات به دست آمده غيرخطي و داراي ضرايب متغيري مي‌باشند كه تابع سرعت حركت المان هستند. در اين تحقيق، روابط ديناميكي حاكم بر سيستم با فرض حركت سرعت ثابت عملگر نهايي و با فرض كوچك بودن دامنه ارتعاشات خطي سازي شده‌اند. سپس با حل مسئله مقدار ويژه متناظر، پايداري سيستم در سرعت‌ها و موقعيت‌هاي مختلف عملگر نهايي بررسي شده و سرعت بحراني و فركانس ناپايداري سيستم در موقعيت‌هاي مختلف تعيين شده است. نتايج عددي به دست آمده نشان مي‌دهد كه سرعت بحراني در نقاط گوشه‌ي فضاي كاري كمتر است و با حركت به سمت قسمت‌هاي مياني فضا افزايش مي‌يابد. در مورد فركانس‌هاي ناپايداري روند معكوسي را شاهد هستيم، به اين صورت كه فركانس پايه در نقاط گوشه بالاتر است و با حركت به سمت قسمت‌هاي مياني فضاي كاري كاهش مي‌يابد.