بازوهای مکانیکی زیرآبی مناسب ترین ابزار جهت اجرای عملیات های مکانیکی در زیر آب محسوب می شوند. از این ابزارها در انواع وسایل نقلیه آبی سرنشین دار و بدون سرنشین یا خودکار همچون زهپادها و ربات های هوشمند زیرآبی جهت جابجایی اجسام، برشکاری، جوشکاری و. . . در آب های کم عمق و عمیق استفاده می شود. همچنین، این بازوهای مکانیکی، به عنوان ابزاری مفید جهت جابجایی نمونه ها و مدل ها در آزمایشگاه های هیدروآیرودینامیک جهت آزمایش و تست می باشند. در این مقاله، با مروری بر ویژگی ها و انواع بازوهای رباتیک زیرآبی، بازوی مکانیکی زیرآبی آزمایشگاهی جهت کاربرد در حوضچه کشش آزمایشگاه هیدروآیرودینامیک معرفی می گردد. هدف از ساخت این بازو، ایجاد یک سیستم کامل پژوهشی-آموزشی جهت فعالیت پژوهشگران و دانشجویان در زمینه پژوهش های زیرآب می باشد. این بازوی رباتیک الکتریکی دارای چهار درجه آزادی بوده و بر روی ارابه موجود در آزمایشگاه هیدروآیرودینامیک پژوهشکده علوم و فناوری زیردریا نصب گردیده است. این بازو به صورت دو لینک با حرکت زانویی و یک مجموعه حرکت مچ و چنگال در انتها طراحی شده و حرکات این بازو به وسیله چهار موتور الکتریکی نصب شده داخل مجموعه بازو که به نحو مناسبی آب بندی شده است، کنترل می گردد. در پایان، بررسی نیروی پسار آب بر سازه بازوی مکانیکی به روش المان محدود نشان می دهد، به دلیل طراحی باز و ماژولار، سازه به خوبی قادر به تحمل نیروی پسار آب در سرعت های حرکتی بالا می باشد.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

یکی از چالش های اساسی در به کارگیری بازوهای رباتیکی در صنایع مختلف مانند خط تولید و مونتاژ، مراکز پزشکی و جراحی، صنایع فضایی و ادوات نظامی عدم دستیابی به مدل سازی و کنترل دقیق آن هاست. در این مقاله مسئله کنترل مقاوم مبتنی بر تخمین گر بهینه برای سیستم های دینامیک به شدت غیرخطی تحت تأثیر عدم قطعیت های سیستمی و محیطی، انجام شده است. در نظر گرفتن زیرسیستم الکتریکی محرک کوپل شده به زیرسیستم مکانیکی در مدل سازی، منجر به مدل کامل تر و واقعی تر معروف به ربات های با مفاصل انعطاف پذیر الکتریکی شده است. متغیرهای حالت نامعلوم که امکان اندازه گیری آن ها توسط سنسورها وجود ندارد، توسط تخمین گر معادله ریکاتی وابسته به حالت تعیین می شود. با به کارگیری رویکرد پیشنهادی در شبیه سازی یک بازوی دو درجه آزادی با مفاصل انعطاف پذیر الکتریکی به عنوان یک نمونه کاربردی، هر دو مزیت استحکام و بهینگی برای سیستم حاصل می شود. سپس روش پیشنهادی با روش کنترل مود لغزشی و تخمین گر فیلتر کالمن مقایسه شده است. نتایج به دست آمده بهبود استحکام سیستم در مقابل عدم قطعیت و اغتشاشات را با به کارگیری روش پیشنهادی نشان می دهد. نرم خطای نهایی پنجه ربات در الگوریتم پیشنهادی و فیلتر کالمن به ترتیب 13/4 میلی متر و 02/37 میلی متر و نرم ورودی کنترلی (مصرف انرژی) به ترتیب 5/7 و 8/16 بوده است؛ بنابراین، دستیابی به هدف، با دقت بالاتر و تلاش کنترلی حداقل با استفاده از روش پیشنهادی تأمین شده است.

این مقاله یک کنترل کننده مد لغزشی دکوپله جدید، به منظور ردیابی موقعیت بازوهای رباتیک با مفاصل انعطاف پذیر، در حضور آشوب و عدم قطعیت، ارائه می کند. در گام اول از یک مرجع آشوبناک با رویکرد همزمان سازی برای ایجاد آشوب در دینامیک بازو استفاده شده و سپس رفتار کنترل کننده مد لغزشی دکوپله معمولی تحلیل می شود. نشان داده شده که همگرایی همزمان سطوح لغزش و پایداری مجانبی این کنترل کننده در برخی حالات می تواند با چالش هایی همراه باشد. بعد از آن، با به کارگیری یک سطح لغزشی ترمینال سریع غیرمنفرد و طراحی یک متغیر کوپلینگ جدید و هم چنین ارائه یک روش جدید برای کاهش چترینگ، کنترل کننده ای پیشنهاد شده که نه تنها می تواند مشکلات کنترل کننده مد لغزشی دکوپله معمولی را حل کند، بلکه می توانند زمان همگرایی را بهبود بخشد، پایداری مجانبی سراسری زمان-محدود را برای سیستم کنترل حلقه بسته در حضور آشوب و عدم قطعیت¬های ساختاری و غیرساختاری فراهم نموده و دامنه چترینگ را نیز کاهش دهد. در نهایت، به منظور ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، برخی شبیه سازی ها و پیاده سازی های عملی به صورت سخت افزار در حلقه انجام و نتایج با دو روش دیگر مقایسه شده است. نتایج حاصله کارایی کنترل پیشنهادی را در تضمین پایداری مجانبی،کاهش زاویه انحراف، بهبود زمان همگرایی وکاهش چترینگ تایید می کنند.

جراحی رباتیک یک فناوری پیشرفته در حوزه پزشکی است که با استفاده از ربات¬های پزشکی، جراحی هایی را انجام می¬دهد. این فناوری به دلیل دقت بالا، کاهش درد و زمان بهبودی بیماران، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در ابعاد حقوقی جراحی رباتیک، مسائل حقوقی مانند مسئولیت پزشکی، حقوق بیمار، حقوق مالکیت فکری و حقوق کاربردی مرتبط با استفاده از این فناوری در جراحی ها بررسی می شود. بنابراین، برای انجام جراحی رباتیک، پزشک باید دارای مجوزهای لازم از سازمان های مربوطه باشد و بیمار باید با تمامی جزئیات و مخاطرات مربوط به جراحی آشنا شود. همچنین، اگر در طی جراحی هرگونه مشکلی پیش آید، پزشک مسئولیت آن را بر عهده دارد. در مورد حقوق مالکیت فکری، شرکت های تولید کننده ربات های پزشکی باید حقوق مالکیت فکری خود را در قبال دیگران حفظ کنند و از سوی دیگر، پزشکان باید از این ربات ها به عنوان ابزاری برای انجام جراحی استفاده کنند. به طور کلی، ابعاد حقوقی جراحی رباتیک شامل بسیاری از مسائلی است که باید در نظر گرفته شود تا بهبودی بیماران و استفاده بهینه از این فناوری تضمین شود.

بازوهای رباتیک صفحه ای برای کاربردهای روی میز کار دو بعدی استفاده گسترده ای دارند. در این مقاله یک مکانیزم جدید برای بازوی رباتیک صفحه ای ارائه شده است. مکانیزم معرفی شده علاوه بر دارا بودن مزایای هر دو دسته ربات های سری و موازی، معایب هر دو دسته را نیز رفع نموده است. بازوی ساخته شده از یک طرف همانند بازوهای موازی دارای صلبیت، استحکام و دقت بالا و سایر ویژگی های مثبت بازوهای موازی بوده و از طرف دیگر همانند بازوهای سری به دلیل نداشتن نقاط تکین در داخل فضای کاری، دارای فضای کاری بزرگ و متقارن و با قابلیت حرکت پیوسته در کل فضای کاری می باشد. روابط سینماتیکی برای بازو به دست آمده و یک کنترلر مبتنی بر میکروکنترلر AVR و رایانه برای بازو معرفی شده است. نتایج حاکی از بهبود عملکرد بازو و حذف نقاط تکین از داخل فضای کاری می باشد.

لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

بسترهای آزمایش فضایی نقطه عطفی در مأموریت های فضایی هستند. توسعه بسترهای آزمایشگاهی که قادر به آزمایش مأموریت های فضایی هستند باعث افزایش قابلیت اطمینان و بهبود عملکرد سامانه های فضایی در مأموریت های خود می­ شود. در این مقاله به یک مطالعه مروری بر روی بسترهای آزمایش فضایی با تمرکز بر روی بسترهای آزمایشگاهی ملاقات و اتصال پرداخته شده است. در این مطالعه، بسترهای آزمایش به دو دسته دوبعدی و سه بعدی تقسیم بندی شده اند. بسترهای مبتنی بر میز فاقد اصطکاک، پلتفرم های شبیه ساز رباتیک و ترکیب میز و یک ساختار ریلی در دسته دوبعدی قرار گرفته اند. دسته سه بعدی نیز شامل بسترهای مبتنی بر بازوی رباتیک، استخرهای آب، محیط فاقد جاذبه یا جاذبه نزدیک به صفر، ریل در یک محیط سه بعدی و پرنده های بدون سرنشین است. با توجه به اهمیت توسعه و اجرای بسترهای آزمایشگاهی برای مأموریت های فضایی و ملاقات و اتصال، در پایان، بسترهای آزمایش تقسیم بندی، معرفی و مثال هایی از آزمایشگاه های موجود و نمونه هایی از موسسه ها و مراکز فعال در این حوزه معرفی شده اند.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.