(۳-۲۰)
با در نظر گرفتن ترمها با مشتقات درجه دوم رابطه بالا بصورت زیر بازنویسی میگردد.
(۳-۲۱)
در ادامه سینماتیک مرکز جرم پیستونها بررسی میگردد. موقعیت مرکز جرم پیستون بازوی هیدرولیک ام با توجه به شکل ۳-۳ بصورت زیر است.
شکل ۳-۳: بازوی i ام مکانیزم.
(۳-۲۲)
در رابطه فوق، مرکز جرم پیستون بازوهای هیدرولیکی با طولهای و مشخص می شود. با مشتق گیری از رابطه بالا و جایگذاری از رابطه ۳-۱۲ عبارت زیر برای بدست آورده می شود.
(۳-۲۲)
با مشتق گیری از رابطه ۳-۲۲، شتاب مرکز جرم پیستون بازوهای هیدرولیکی بصورت زیر استخراج می شود.
(۳-۲۳)
با جایگذاری از رابطه ۳-۲۱ و در نظر گرفتن عبارتهای با درجات بالا، رابطه بالا بصورت زیر بازنویسی می شود.
(۳-۲۴)
که
(۳-۲۵)
۳-۴ محاسبهی عبارتهای ، و :
در این قسمت، تغییر مجازی عبارتهای ، و با بهره گرفتن از روش سینماتیکی بدست آورده میشوند. در این روش، از تشابه بین سرعت و تغییر مکان مجازی استفاده میگردد. فرض کنید سرعت نقطهی از عبارت سرعت نسبی بصورت زیر بدست آورده شده باشد.
(۳-۲۶)
آنگاه بصورت زیر محاسبه می شود[۳۰].
(۳-۲۷)
با توجه به توضیحات بالا، برای محاسبهی ، با ضرب داخلی رابطه ۳-۱۴ در بردار عبارت زیر برای بدست آورده می شود.
(۳-۲۸)
با جایگذاری از رابطه ۳-۱۲ در رابطه بالا، عبارت زیر بدست می آید.
(۳-۲۹)
در نتیجه، بصورت ماتریسی زیر بدست می آید.
(۳-۳۰)
به طور مشابه میتوان نتیجه گرفت.
(۳-۳۱)
برای محاسبهی با جایگذاری از رابطه ۳-۱۲ در رابطه ۳-۱۹، عبارت زیر بدست می آید.
(۳-۳۲)
در نتیجه، بصورت زیر محاسبه می شود.
(۳-۳۳)
که
(۳-۳۴)
با بهره گرفتن از رابطهی۳-۲۲ و استفاده از روابط ۳-۱۹ و ۳-۱۲ تغییر مکان مجازی بصورت زیر استخراج می شود.
(۳-۳۵)
که
(۳-۳۶)
۳-۵ آنالیز استاتیکی:
در این قسمت نیروی تعمیم یافته گرانشی و نیروهای تعمیم یافته ناشی از فنرها و محرکهای مکانیزم بدست آورده میشوند و در ادامه با بهره گرفتن از اصل کار مجازی معادلات تعادل مکانیزم استخراج میگردنند.
۳-۵-۱ نیروی تعمیم یافته فنرها:
کار مجازی ناشی از نیروی الاستیک فنرها به صورت زیر محاسبه می شود[۳۳].
(۳-۳۷)
در این رابطه نیروی فنر ام که ثابت فنر و طول آزاد فنر میباشد. حال با بهره گرفتن از روابط ۳-۳۱ میتوان کار مجازی فنر ام را استخراج کرد. در نتیجه نیروی تعمیم یافته مربوط به فنر ام بصورت زیر بدست آورده می شود.
(۳-۳۸)
۳-۵-۲ نیروهای تعمیم یافته گرانشی:
جرم قسمت سیلندر و پیستون محرکهای هیدرولیکی با و نشان داده شده است. موقعیت مرکز جرم آنها مطابق شکل ۳-۳ با و مشخص شده است. کار مجازی مربوط به نیروی گرانشی وزن اجزای ربات به صورت زیر قابل محاسبه میباشد. در این رابطه بردار گرانش میباشد.
(۳-۳۹)
حال با توجه به روابط استخراج شده برای و و با بهره گرفتن از رابطه بالا نیروی تعمیم یافته ناشی از نیروهای گرانشی بصورت زیر محاسبه میشوند.
(۳-۴۰)
۳-۵-۳ نیروی تعمیم یافته ناشی از محرکهای هیدرولیکی:
نیروی محرک اعمالی به قسمت اول بازوی ام، فرض شده است و با توجه به اینکه کار مجازی اعمالی به قسمت دوم بازوی ام صفر میباشد. کار مجازی این نیروها بصورت زیر محاسبه شده است.
(۳-۴۱)
طرح های پژوهشی دانشگاه ها با موضوع طراحی و آنالیز استاتیکی و دینامیکی مکانیزم های تنسگریتی- فایل ...