Дасти роботии кайҳонии сеангушта бо кафидасти ҳаракаткунанда механизми гирифтест, ки барои гирифтани ҳадафҳои кайҳонии ҳамкорӣ намекарда бо андоза ва шаклҳои гуногун на танҳо ангуштон, балки геометрияи кафидастеро, ки ангуштон ба он пайваст шудаанд, фаъолона тағйир дода метавонад. Система кафидасти кушода‑пӯшидашаванда ва дорои ҳаракати метаморфиро бо ангуштони модулӣ, ки бар механизми қайчӣ асос ёфтаанд, муттаҳид мекунад. Дар ҳисобҳои кинематикӣ андозаи кафидаст 147,4–268,9 mm ва фалангаи ангушт 69,3–145,1 mm тағйир меёбад; кафидаст метавонад кунҷи метаморфии аз −45° то +45° эҷод кунад. Бо қабули коэффисиенти соиш \(\mu=0.4\), дар таҳлили басташавии қувва ва оптимизатсияи Байесӣ барои ҳадафҳои курашакли радиусашон 24–294 mm конфигуратсияҳои устувори гирифт ҳисоб шудаанд. Прототипи физикӣ дар муҳити Замин силиндр, куб ва кураҳои андозаҳои гуногунро гирифтааст. Аммо ин кор санҷиши миссия дар микрогравитатсияи воқеӣ, ҳадафи озодҳаракаткунандаи кайҳонӣ ё муҳити дорои вакуум ва даврҳои ҳароратӣ нест.

Нуқтаи оғозини таҳқиқот гуногунии шакл ва андозаи партовҳои кайҳонӣ ва киштиҳои аз кор мондаи кайҳонӣ мебошад. Тор, гарпун, чангаки басташуда ва дастгоҳҳои анъанавии роботӣ ҳар кадом бартарӣ доранд, вале як геометрияи механикӣ барои мутобиқшавӣ ба оилаи васеи ҳадафҳо кофӣ нест. Дар ин кор кафидаст аз пояи пассивӣ ба қабати дувуми мутобиқшавӣ табдил дода шудааст.

Чаро гирифт дар кайҳон аз гирифткунаки одии роботӣ фарқ мекунад?

Киштиҳои аз кор монда ва пораҳои партов дар мадор нуқтаҳои омодаи гирифт надоранд. Геометрия, сатҳ ва ҳолати ҳаракати ҳадаф тағйир меёбад. Дар микрогравитатсия ҳадаф рӯйи миз намеистад; ҳатто бархӯрди даст метавонад импулс ва ҳаракати кунҷии онро дигар кунад.

Чаро се ангушт интихоб шуд?

Се ангушт нуқтаҳои тамоси бештар медиҳад, иҳотаи ҳадафро осон мекунад ва барои басташавии қувва/шакл геометрияи мувофиқ месозад. Афзудани бештар аз чор ангушт актуатор, буғум, канали идоракунӣ ва мураккабии механикиро зиёд мекунад.

Кафидасти Ҳаракаткунанда Чист ва Дар Ин Тарҳ Чӣ Медиҳад?

Кафидасти ҳаракаткунанда аз пояи собити ангуштон фарқ карда, пайвандҳо, буғумҳо ва актуаторҳои худро дорад ва ҷойи асоси ангуштонро фаъолона тағйир медиҳад. Дар ин тарҳ он ду вазифа дорад: кушода‑пӯшидашавии радиалӣ ва гардиши метаморфӣ.

Механизми кафидасти кушодашаванда

Механизм бар занҷирҳои кинематикии R-R бо ду буғуми гардишӣ асос ёфтааст. Пайвандҳои метаморфӣ ҳангоми кушодашавӣ дараҷаҳои озодии номатлубро маҳдуд карда, пас аз кушодашавии пурра режими дувуми ҳаракатро таъмин мекунанд.

Кинематика, басташавии қувва ва оптимизатсия

Дар кори манбаъ назарияи винт, координатҳои Poincaré–Euler/экспоненсиалӣ, принсипи кори виртуалӣ, конусҳои соиш, фазои шашандозаи wrench ва оптимизатсияи Байесӣ якҷо истифода шудаанд. Нишонаҳо ва ҳудудҳои асосӣ бе тағйир нигоҳ дошта мешаванд: \(L_{min}=147.4\text{ mm}\), \(L_{max}=268.9\text{ mm}\), \(h_{min}=69.3\text{ mm}\), \(h_{max}=145.1\text{ mm}\), \(\sigma_Ppprox1.82\), \(\sigma_Fpprox2.09\), \(R_e=30\text{ mm}\) ва \(\mu=0.4\).

Усул ва бозёфтҳои таҳқиқот

Фарқи асосии тарҳи пешниҳодшуда он аст, ки DOF-и кафидаст 2 мебошад; дар муқоиса бо Li [21], Gao [22], Zhao [23] ва Yang [24] дар намунаҳои пешин DOF-и кафидаст 0 аст. DOF-и ангушт дар ҳамаи тарҳҳо 2 мебошад, аммо кунҷи метаморфӣ танҳо дар тарҳи пешниҳодшуда аз −45° то +45° мавҷуд аст.

Таҳлили фазои корӣ нишон медиҳад, ки кушодашавии кафидаст, кушодашавии ангуштон ва метаморфози кафидаст самтҳои гуногуни минтақаи дастрасро васеъ мекунанд. Пас ин се хусусият такрорӣ нестанд, балки ҳамдигарро пурра мекунанд.

Дасти роботӣ кадом андозаи ҳадафҳои курашаклро устувор гирифта метавонад?

Тибқи модели басташавии қувва ва оптимизатсияи Байесӣ, дар шарти \(\mu=0.4\) радиуси кураҳое, ки барои онҳо конфигуратсияи мувофиқ ёфт шудааст, 24–294 mm мебошад. Ин натиҷаи модели ададӣ/аналитикӣ аст; диапазони амалиётии тасдиқшуда дар микрогравитатсия нест.

Прототип ва санҷишҳо

Прототип кушода‑пӯшидашавии кафидаст, кушода‑пӯшидашавии ангуштон ва ҳаракати метаморфии ±45°-ро иҷро кардааст. Силиндр, куб ва кураҳои радиусашон 200 mm, 100 mm ва 50 mm дар шароити лаборатории Замин гирифта шудаанд.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Кафидасти ҳаракаткунанда дар прототип кушода, пӯшида ва ±45° ҳаракати метаморфӣ кардааст.
• Ангуштони кушодашаванда ҳаракати пешбинишударо иҷро кардаанд.
• Дар модели ададӣ барои кураҳои радиусашон 24–294 mm конфигуратсияҳои force-closed ёфт шудаанд.
• Прототипи заминӣ объектҳои геометрияи гуногунро гирифтааст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

• Нишон дода нашудааст, ки механизм дар мадор партови воқеии кайҳониро гирифтааст.
• Диапазони 24–294 mm муваффақияти миссияи санҷидашуда дар микрогравитатсия нест.
• Вакуум, радиатсия, даврҳои ҳароратӣ, зарба ва тағйири импулс алоҳида тасдиқ нашудаанд.

Ёддошти манбаъ ва усул

Унвони аслӣ: Design and Analysis of a Grasping Mechanism with an Actuated Palm for On-Orbit Servicing

DOI: 10.3390/aerospace13050449. Навъи манбаъ: мақолаи таҳқиқотии ҳакамӣ. Иҷозатнома: Creative Commons Attribution, CC BY.