توصيفگر ها :
آلياژ حافظه‌دار , عملگر آلياژ حافظه‌دار , شبيه‌سازي اجزاء محدود , الاستومر
چكيده فارسي :
يكي از شاخه‌هاي پركاربرد علم رباتيك، رباتيك نرم است. ربات‌هاي نرم امروزه با مواد متفاوتي ساخته مي¬شوند؛ يكي از پركاربرد¬ترين مواد در ساخت ربات‌هاي نرم، آلياژ حافظه‌دار است. هدف از انجام اين پژوهش، استفاده از اين آلياژ براي ساخت ربات‌هاي نرم، در قالب عملگر است تا در آينده بتوان براي ساخت اجزاي مختلف ربات‌هاي انسان‌نما از آن استفاده كرد. در اين پژوهش، عملگري خمشي با استفاده از سيم آلياژ حافظه‌دار طراحي، شبيه¬سازي و ساخته خواهد ¬شد. در گام نخست، در بخش طراحي، بر اساس رفتار ذاتي ماده و با هدف رفع مشكلات عملگر‌هاي پيشين، مكانيزمي براي افزايش سرعت اين عملگر پيشنهاد مي¬شود. در ادامه‌ي بخش طراحي، هندسه مناسب سيم آلياژ حافظه‌دار جهت استفاده مطلوب در عملگر پيشنهادي (در دو نوع)، ارائه خواهد شد. پس از آن، پژوهش با شروع فرآيند ساخت عملگر، وارد بخش جديدي مي‌شود؛ در اين بخش روند ساخت بخش‌هاي مختلف عملگر (بررسي رفتار آلياژ حافظه‌دار در آزمايشگاه، عمليات تثبيت حافظه و ساخت بدنه عملگر) به طور كامل تشريح خواهد شد. در ادامه، با هدف سبك‌تر كردن عملگر و همچنين رفع اصطكاك ميان مفاصل كشويي آن، بستر‌هايي از جنس الاستومر معرفي مي‌شوند. اين بستر‌ها مي‌توانند به عنوان نگهدارنده براي سيم¬هاي آلياژ حافظه‌دار استفاده شوند؛ همچنين به علت طراحي خاص و هندسه متفاوت‌تر، قابليت اجراي مكانيزم عملگر نوع اول را نيز دارند. در كنار تكميل فرآيند‌هاي ساخت عملگر، شبيه‌سازي‌هاي اجزاء محدودي مرتبط با هر كدام از بخش‌هاي آلياژ حافظه‌دار و الاستومري نيز انجام خواهد شد. در پايان، رفتار سيم آلياژ و بستر‌هاي الاستومري در آزمايش‌ها و شبيه‌سازي با هم‌ديگر مقايسه مي‌شوند كه نشان مي‌دهد دقت آن‌ها مطابق نتايج، قابل اطمينان است.
چكيده انگليسي :
Today, one of the most practical branches of robotics is soft robotics. Soft robots are made from various materials; One of the most commonly used materials in the construction of soft robots is shape-memory alloy. The aim of this research is to use this alloy to construct soft robots in the form of actuators, so that in the future, it can be used for building various parts of humanoid robots. In this research, a bending actuator is designed, simulated, and constructed using shape memory alloy wire. In the first step, in the design section, a mechanism is proposed to increase the speed of this actuator based on the inherent behavior of the material and with the aim of solving the flaws of previous actuators. In the continuation of the design section, the appropriate geometry of the shape memory alloy wire is presented for better use in the proposed actuator (in two types). After that, the research enters a new phase with the start of the actuator construction process. In this phase, the process of constructing various parts of the actuator is studied and fully explained (including examining the behavior of the shape memory alloy in the laboratory, memory stabilization operations, and constructing the actuator body). Subsequently, with the aim of making the actuator lighter and also reducing friction between its sliding joints, elastomeric substrates are introduced. These substrates can be used as holders for the shape memory alloy wires. In addition, due to their specific design and different geometry, they have the capability to implement the mechanism of the first type of actuator. Alongside completing the actuator construction processes, finite element simulations related to each of the shape memory alloy and elastomeric parts are also be performed. Finally, the behavior of the alloy wire and elastomeric substrates in experiments and simulation is compared, and their accuracy is reliable according to the results.
