Μοντελοποίηση εύκαμπτου βραχίονα με εφαρμογή μηχανικής συνεχούς  μέσου και πειραματική επαλήθευση

Χαιρόπουλος, Νικόλαος Χαράλαμπος; Chairopoulos, Nikolaos Charalampos

dc.contributor.author	Χαιρόπουλος, Νικόλαος Χαράλαμπος	el
dc.contributor.author	Chairopoulos, Nikolaos Charalampos	en
dc.date.accessioned	2019-04-12T06:59:38Z
dc.date.available	2019-04-12T06:59:38Z
dc.date.issued	2019-04-12
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48609
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16144
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ρομποτική	el
dc.subject	Μηχανοτρονική	el
dc.subject	Βραχίονας	el
dc.subject	Μηχανική	el
dc.subject	Εύκαμπτα ρομπότ	el
dc.subject	Robotics	en
dc.subject	Mechatronics	en
dc.subject	Manipulator	en
dc.subject	Mechanics	en
dc.subject	Continuum robots	en
dc.title	Μοντελοποίηση εύκαμπτου βραχίονα με εφαρμογή μηχανικής συνεχούς μέσου και πειραματική επαλήθευση	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ρομποτική	el
heal.classification	Robotics	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-07-27
heal.abstract	Η ρομποτική είναι ο κλάδος της επιστήμης που αναπτύσσει μηχανές ικανές να αντικαταστήσουν τον άνθρωπο στην εκτέλεση μιας εργασίας η οποία συνδυάζει φυσική δραστηριότητα με τη διαδικασία λήψης αποφάσεων. Ενας κλάδος της ρομποτικής είναι η μελέτη και η υλοποίηση αρθρωτών βραχιόνων οι οποίοι αποτελούνται από άκαμπτα μέρη. Αυτός ο τύπος βραχίονων είναι ο πλέον διαδεδομένος και συναντάται στη βιομηχανία, στη ρομποτική χειρουργική και σε άλλες εφαρμογές. Οσο αναπτύσεται η τεχνολογία προκύπτουν όλο και νέες ανάγκες οι οποίες δεν μπορούν να καλυφθούν από τους συμβατικούς αρθρωτούς βραχίονες. Τις ανάγκες αυτές έρχονται να καλύψουν οι λεγόμενοι εύκαμπτοι βραχίονες οι οποίοι αποτελούνται από ένα συνεχές μέσω το οποίο αποτελείται από υπερεστατικό υλικό ώστε να μπορεί να αυξομοιώνει το μήκος του και να μπορεί να κάμπτεται σε πολύ μεγάλο βαθμό. Η παρούσα εργασία μελετάει το παρακάτω υπερελαστικό σύστημα στο οποίο εφαρμόζονται πλαστικές κυκλικές φλάτζες σε σταθερή απόσταση μεταξύ τους οι οποίες έχουν οπές συνήθως στη περιφέρεια τους ώστε να περνούν απο μέσα τους τένοντες οι οποίοι είναι η κύρια επενέργηση στο ρομπότ. Οι τένοντες είναι νήματα τυλιγμένα σε τύμπανα τα οποία είναι συνδεδεμένα με κινητήρες που περιστρέφονται και έτσι το νήμα μαζεύεται δημιουργώντας συμπίεση και ροπή στο βραχίονα. Ως δεύτερη επενέργηση σε αυτά τα ρομπότ χρησιμοποιούνται πνευματικοί σωλήνες. Οι πνευματικοί σωλήνες περνούν και αυτοί μέσα απο τις πλαστικές φλάτζες που περνούν και οι τένοντες και πολύ συχνά ανάλογα με το σχεδιασμό του καθε ρομπότ μπορεί να αποτελούν και τον υπερελαστικό κορμό του ρομπότ. Οι σωλήνες αυτοί είναι συνδεδεμένοι με συμπιεστή αέρος και όταν περνά αέρας υπό πίεση μέσα τους φουσκώνουν και αυξάνουν το μήκος τους με αποτέλεσμα να αυξάνεται το μήκος του ρομπότ αλλά και να κάμπτεται ως αποτέλεσμα της ροπής που ασκέιται απο τον αέρα λόγω της έκεντρης ορθής δύναμης που ασκεί στην άκρη. Στη παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται η παραδοχή ότι το ρομπότ είναι ένα συνεχές συμπαγές κυλινδρικό μέσο. Παρουσιάζονται δύο μοντέλα, το ένα από την κλασσική μηχανική όπου εκεί χρησιμοποιείται η κλασσική καταστατική εξίσωση που συνδέει την ροπή με την γωνία, και το δεύτερο από την θεωρία των μεγάλων μετατοπίσεων. Μέσω πειράματος με ρομπότ που υπάρχει στο εργαστήριο γίνεται η προσπάθεια για ανάλυση παραμέτρων έτσι ώστε να γίνει αναγωγή από το ρομπότ του εργαστηρίου, το οποίο αποτελείται από πλαστικές φλάτζες και έχει ως κορμό πνευματικούς σωλήνες και όπως γίνετε κατανοητό δεν είναι συμπαγές, με το θεωρητικό συμπαγές μοντέλο που παρουσιάζεται στη παρούσα εργασία. Για να επιτευχθεί αυτό γίνεται πείραμα με αντιστάθμιση της δύναμης της βαρύτητα και παρουσιάζεται μια μεθοδολογία για την αναγνώριση των παραμέτρων. Σημαντικό σε σώματα που έχουν μεγάλες εκτροπές είναι ότι αλλάζει το μέτρο ελαστικότητας και η δυσκαμψία του σώματος μετά την εκτροπή. Στη παρούσα εργασία προσδιορίζονται αυτοί οι παράμετροι και αποδυκνείεται ότι όντως αλλάζουν και μάλιστα σε μεγάλο βαθμό. Στη παρούσα εργασία γίνεται πείραμα με επίδραση της δύναμης της βαρύτητας έτσι ώστε να εξεταστεί εάν η μοντελοποίηση που έχει γίνει μπορεί να προβλέψει το που βρίσκεται η άκρη του ρομπότ ενώ αυτό δέχεται και την δύναμη της βαρύτητας.	el
heal.abstract	Roboti cs is the branch of science that develops machines capable of replacing a person in performing a task that combines physical activity with decision - making. A branch of robotics is the study and implementation of articulated arms consisting of rigid parts. This type of arm is the most widespread and occurs in industry, robotic surgery and other applications. As technology evolves, new needs arise which can not be covered by conventional modular armchairs. These needs come to cover the so - called flexible arms which consist of a continuous through which it consists of hyperelastic material so that it can increase its length and can be flexed to a great extent. This paper stu dies hyperelastic system in which plas tic circular discs are fixed at a fixed distance, with holes usually at their periphery for the tendons to pass through which are the main action on the robot. The tendons are inextensible yarns wrapped in drums which are connected to rotating motors and thus the yarn is gathered, creating compression and torque on the arm. As a second action on these robots pneumatic tubes are used . Pneumatic tubes also pass through plastic discs . These tubes are connected to an air compressor, and when air is pressurized through them, they inflate and increase their lengt h, increasing the length of the robot as well as bending it as a result of the torque in the air due to the extreme right force it exerts aside. In this diploma thesis it is assumed that the robot is a continuous solid cylindrical medium. Two models are em ployed , the first using classical mechanics in which the classical constitutive equation linking the torque to the angle is, and the second using the theory of large displacements. I n bodies with large deflections is that it changes the modulus of elastic ity and the stiffness of the body after deflection are important . In the present work, these parameters are defined and it turns out that they actually change and even to a large extent. In the present study an experiment is performed with the effect of gr avity force so as to examine whether the modeling that has been made can predict the location of the robot's edge while it accepts the force of gravity	en
heal.advisorName	Παπαδόπουλος, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Κυριακόπουλος, Κωσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Αντωνιάδης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Γεωτεχνικής. Εργαστήριο Θεμελιώσεων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	127 σ.
heal.fullTextAvailability	true