معيار پايداري براي ربات موازي محرك كابل

Stability measure for a parallel cable driven robot

در اين مقاله، معيار پايداري بهبود يافته‌اي براي ربات‌هاي موازي با محرك كابلي ارايه مي‌شود. اين دسته از ربات‌ها نسبت به ساير ربات‌هاي سري و حتي ساختار موازي مزايايي دارند، اما به سادگي در معرض اختلالات قرار مي‌گيرند. حضور مولفه‌هاي نيرو و ممان خارجي ممكن است موجب نقض قيود حركتي شود. معيار پايداري، عددي بين صفر و يك را پيشنهاد مي‌كند. چنين معياري مي‌تواند ملاكي براي ارزشيابي توانايي ربات در بازگشت به حالت تعادل اوليه هنگام ايجاد و تاثير اختلالات خارجي باشد. در ارايه معيار، از روابط گيبس اپل و مفهوم انرژي شتاب استفاده شده است. مدل‌سازي ديناميكي ربات بر اساس سينماتيك و روابط نيوتن-اويلر براي محاسبه معيار صورت گرفته است. براي نشان دادن قابليت معيار پيشنهاد شده، ربات كابلي شش درجه آزادي با شش كابل، شبيه‌سازي شده است. نتايج در قالب دو شبيه‌سازي ارايه و تحليل شده‌اند. معيار پايداري علاوه بر پارامترهاي سينماتيكي تابع پارامتر سينيتيكي كشش كابل‌ها در ابتداي حركت است. بنابراين با استفاده از معيار پيشنهادي مي‌توان ارزيابي صحيح‌تري از پايداري در حوزه وسيع‌تري از ربات‌هاي موازي كابلي حاصل نمود.

A modified measure for the parallel cable driven robots is presented in this paper. These robots have additional advantages compared to other robots and even the parallel structures, but they are readily exposed to disturbances. The presence of external wrench (Force-Moment) may be the cause of violation against the motion constraint. The stability measure proposes a number between zero and one that could be the criterion for the evaluation of the robotʹs ability while returning to its original equilibrium which was influenced by external disturbances. To offer a stability measure, Gibbs-Appell equations and acceleration energy are used. Robot kinematic and dynamic modeling based on Newton-Euler’s method calculates the measure. To illustrate the capabilities of the proposed measure, a 6 DOF cable robot with six cables is simulated. The results of the two simulations are presented and analyzed. The stability measure is depended to kinematic parameters and also to kinetics parameters as cables tension at the beginning of motion. Therefore using the proposed measure one can better evaluate the stability within the wider range of parallel cable robots.