Fulltext

The Dynamic Behavior of Different Hollow Flexible Robot’s Arms

السلوك الديناميكي لأذرع روبوت مجوفة ومرنة مختلفة الشكل

Dr. Saad Zaghlul Saeed د. سعد زغلول سعيد --- Bakr Noori Alhasan بكر نوري الحسن

AL Rafdain Engineering Journal مجلة هندسة الرافدين
ISSN: 18130526 Year: 2014 Volume: 22 Issue: 3 Pages: 233-241
Publisher: Mosul University جامعة الموصل

Abstract

Abstract In this paper, four different shapes of robots' hollow arm are suggested so as to inves-tigate the effect of shape on the dynamic behavior of the arm. The finite element method is used to determine the strength of the arms and their equations of motion. The static deflection, stress and moment of inertia are calculated and compared as well as the an-gular displacement and tip vibration of the four different shapes. A PD controller with fuzzy logic is used for tracing the desired trajectory and reduc-ing the overshoot of the system. All simulations were presented using MATLAB and SIMULINK on the arms under the same desired step trajectory for a time of two seconds. The preferred robot arm is the one that has less vibration in trajectory and after reaching the target. As a result, the tapered arm (shape B) shows better characteristics in which less deflection, stress and tracking.Key Words: Robot arm, Finite element, Flexible link, Fuzzy controller.

لخلاصة في هذا البحث تم اقتراح اربعة أذرع روبوت مختلفة الشكل مجوفة لغرض دراسة سلوكها الحركي والسكوني. تم استخدام طريقة العناصر المحددة لايجاد الاجهادات والانحرافات وكذلك للحصول على معادلة الحركة. تم حساب الاجهاد و الأنحراف وكذلك عزم القصور للأذرع المختلفة وقورنت النتائج لتقييم اداء الأذرع اضافة الى الازاحة الزاوية والاهتزاز في نهاية الاذرع. استخدم المسيطر التناسبي – التفاضلي مع المنطق المضبب لتعقب المسار المطلوب وتقليل الخطأ. مثلت المحاكاة باستخدامMATLAB and SIMULINK على الاذرع و لنفس خطوة المسار المطلوب. ان ذراع الروبوت المفضل الواجب الحصول عليه هو ان يمتلك اقل اهتزاز اثناء الحركة لتتبع المسار وكذلك عند الوصول الى نقطة الهدف. أثبتت الدراسة إن الذراع ذي الشكلB يمتلك مواصفات أفضل من حيث قلة الاجهاد والانحراف و تتبع للمسار مقارنة مع الأشكال الأخرى. الكلمات المفتاحية: ذراع روبوت، العناصر المحددة،الذراع المرن، المسيطر المضبب.

Keywords

Key Words: Robot arm --- Finite element --- Flexible link --- Fuzzy controller. --- الكلمات المفتاحية: ذراع روبوت، العناصر المحددة،الذراع المرن، المسيطر المضبب