کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6868192 680747 2016 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Modeling and simulation for fatigue life analysis of robots with flexible joints under percussive impact forces
ترجمه فارسی عنوان
مدل سازی و شبیه سازی برای تجزیه و تحلیل عمر خستگی از روبات ها با اتصالات انعطاف پذیر تحت نیروهای ضربه شتاب
کلمات کلیدی
زندگی خستگی پرچین ضربه، ربات،
ترجمه چکیده
این مقاله یک روش برای مدل سازی و تجزیه و تحلیل عمر خستگی روبات ها با مفصل های انعطاف پذیر را با تمرکز ویژه ای بر برنامه های کاربردی تحت نیروهای ضربه شتاب ارائه می دهد. این پیشرفت با انگیزه علاقهمندان در زمینه اتوماسیون اتوماتیک رباتیک برای عملیات با ابزارهای ضربه زدن انگیزه است. مهمترین ویژگی عملیات درهم آمیخته، تأثیرات تکراری از طریق ابزار است، مانند یک تفنگ لنگر مجهز. پس از مدل سازی یک روبات انعطاف پذیر، یک راه حل لرزشی مجانی از جمله نیروهای ضربه ایجاد شده توسط تفنگ تکان دهنده ارائه شده، آنها را بر روی فضای مفصل ربات و طراحی آنها در شرایط تبدیل فوریه ارائه شده است. در نتیجه، جابجایی زاویه ای مشترک می تواند با استفاده از روش ارتعاش استاندارد حل شود. سپس تنش مشترک می تواند از طریق قانون هوک تعیین شود. برای در نظر گرفتن تنش های استرس ناشی از روبات هایی که در مواقع مختلف با استفاده از روابط متفاوت کار می کنند، یک مدل خستگی چند بار بارگذاری شده است که از آن معادله برای تعیین تعداد کل پرچم هایی که می توان قبل از شکست خستگی ربات را پرت کرد. بر اساس شبیه سازی با استفاده از مدل ما، مشاهدات زیر دریافت می شود. اول، تنش های پیچشی مشترک با موقعیت و جهت گیری ربات متفاوت است. دوم، هیچ یک از مفصل ها همیشه حداکثر استرس را تجربه نمی کنند و غلظت تنش مشترک نیز با موقعیت و جهت گیری ربات متفاوت است. سوم اینکه، در یک نقطه پرچین داده شده، موقعیت تفنگ ساچمه ای به طور قابل توجهی بر تنش های مشترک تاثیر می گذارد. چهارم، زندگی خستگی هر مفصل متفاوت است؛ بنابراین خستگی روبات باید براساس کوتاهترین عمر خستگی مشترک بررسی شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر هوش مصنوعی
چکیده انگلیسی
This paper presents a method for modeling and analyzing the fatigue life of robots with flexible joints, with a particular focus on applications under percussive impact forces. This development is motivated by growing interests in robotic automation for operations with percussive impact tools. The most important characteristic of percussive operations is the repetitive impacts generated by the tool, such as a percussive rivet gun. After modeling of a flexible joint robot, a forced vibration solution is provided by including the impact forces generated by the percussive gun, projecting them onto the robot joint space and treating them in terms of the Fourier transform. As a result, the joint angular displacements can be solved using a standard vibration method. Then the joint stresses can be determined through Hooke's law. To consider the stress variations caused by the robot operating at different poses using different rivets, a multiple-loading fatigue model is applied from which an equation is derived to determine the total number of the rivets that can be riveted before robot's fatigue failure. Based on simulation using our model, the following observations are received. First, the joint torsional stresses vary with robot's position and orientation. Second, no joint will always experience the maximum stress and the joint stress dominancy also varies with robot's position and orientation. Third, at a given riveting point, the rivet gun direction considerately affects the joint stresses. Fourth, the fatigue life of each joint is different; therefore robot's fatigue life should be evaluated based on the shortest joint fatigue life.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Robotics and Computer-Integrated Manufacturing - Volume 37, February 2016, Pages 292-301
نویسندگان
, , , , ,