Skip to main content
SUPERVISOR
Mojtaba Mahzoun,Abbas Fattah
مجتبی محزون (استاد مشاور) عباس فتاح (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamoon Hadian Ghahdarijani
هامون هادیان قهدریجانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Isotropic and Optimal Design of Spatial Cable Parallel Manipulators
Cable-driven parallelrobots are a special Cable robots possess a number of desirable attributes including low inertial properties, high payload-to-weight ratios, potentially vast workspaces, traortability, ease of disassembly/reassembly, reconfigurability and economical construction and maintenance. However, relatively few analytical tools are available for analyzing and designing these manipulators. This thesis focuses on expanding the existing theoretical framework for the design and analysis of cable robots in two areas, namely,isotropic design and optimal design. Isotropic design of spatial cable-driven parallel robots is investigated by means of four different methods, namely, (i) symbolic method, (ii) geometric workspace, (iii) numerical workspace and global condition index (GCI), and (iv) numerical approach. Optimal design of cable robots is investigated by addressing the variation of the workspace, cable tension, stiffness and natural frequency indices using different geometric configuration, anddifferent sizes, and orientation of the moving platform. The power of this framework is that all the performance measures presented in this thesis have sense of physical consistency. Also, multi-objective optimal design of these manipulators is studied using a sequential algorithm method. We apply the aforementioned techniques to two types of spatial cable-driven parallel manipulators to obtain their isotropic postures as well as optimal design. These are a 6-6 cable-suspended parallel robot and a novelsapatial three-degree-of-freedom cable-driven parallel robot. Eventually, the results of isotropic conditions and optimal design of both cable robots are compared to show their applications.
در این پژوهش سعی ما بر این است که طراحی ربات های کابلی را برای مهارت بالا با بهترین اجرای سینماتیکی با استفاده از روشهای متفاوتی تحت مطالعه قرار دهیم. اولین روش به صورت نمادین به حل شرایط ایزوتروپیک و شرایط کشش کابلها می‌پردازیم که این روش به دلیل نداشتن هیچ تقریبی دارای قابلیت اطمینان بالایی می‌باشد. در دومین روش که بر اساس تحلیل فضاهای محدب با بیان هندسی می‌باشد، سعی دربه دست آوردن شرایط فوق الذکر را داریم، که در واقع با به دست آوردن مرزهای فضای کاری ربات به این مهم می‌پردازیم. این روش نیز به دلیل ماهیت هندسی آن دارای قابلیت اطمینان بسیار بالایی می‌باشد. در روش سوم با استفاده از دو مقصود یکی فضای کاری و دیگری تغییرات شاخصه ی شرایط کلی سیستم نسبت به حرکت سکوی متحرک، شرایط بهینه و محدوده ی حرکت سکوی متحرک، در حالی که ربات در بهترین رفتار سینماتیکی و مهارت بالا به سر می‌برد را تحت مطالعه قرار می‌دهیم. در روش آخر با استفاده از حل عددی معادلات سینماتیکی و با استفاده از تئوری های بهینه سازی عددی، سعی در شناسائی نتایج به دست آمده و مقایسه ی آن با نتایج روش های فوق را داریم ولی نباید فراموش کنیم که در روشهای عددی همواره با تقریب روبرو هستیم ولی به دلیل ارزان بودن آن در مقایسه با روش های فوق الذکر مقرون به صرفه می‌باشد. طراحی بهینه رباتهای کابلی با استفاده از دو روش گرافیکی و تحلیل بهینه سازی چند منظوره ی عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، چهار شاخص رفتاری تعریف و ارائه شده است. این معیارها عبارتند از: شاخص حجم فضای کاری، نمایه گسترش کشش کابلها، نمایه سختی ربات، و در آخر نمایه فرکانس طبیعی ربات. لازم به ذکر است که نمایه های فوق همگی از نظر مفهوم فیزیکی سازگار بوده که از نقاط قدرت این شاخصها می باشد. طراحی ایزوتروپیک و طراحی بهینه را برای دو طرح نمونه ی مختلف از رباتهای کابلی انجام می دهیم، یکی ربات موازی کابلی- معلق شش درجه آزادی با شش کابل محرک و دیگری ربات فضایی موازی کابلی- محرک سه درجه آزادی همراه با سه کابل محرک و یک جک غیر فعال. در پایان نتایج به دست آمده ی هر دو طراحی برای دو ربات فوق الذکر را با هم مقایسه کرده و بر اساس آن کاربریهای دو ربات را تعیین می کنیم. لغات کلیدی: رباتهای موازی- رباتهای فضایی کابلی-طراحی بهینه- طراحی ایزوتروپیک- فضای کاری.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی