مهدی مدبری فر

همواره پژوهشگران برای ارتقاء توانایی های ربات ها نگاهی به سیستم های زیستی داشته اند و از آن ها الهام گرفته اند. مارمولک یکی از مخلوقات چابک است که بطور قابل توجهی قدرت مانور و حرکت ماهرانه بر روی سطوح تخت و عمودی مانند دیوار دارد. مطالعه سیستم چسبندگی پاهای مارمولک منجر به طراحی چسبنده های مصنوعی در سالهای اخیر شده است. با این وجود این چسبنده ها عموما با عملکرد چسبندگی مارمولک کاملاً منطبق نبودند. تعدادی از این چسبنده های مارمولکی قابلیت استفاده مجدد را نداشته و روشی برای کنترل آنها وجود ندارد. بعضی دیگر از این چسب ها توانایی انطباق با سطوح با زبری های مختلف و یا توزیع یکنواخت نیرو بین هزاران رشته چسبنده را ندارند. جهت غلبه بر این مشکل پژوهشهای دیگری جهت طراحی چسبنده های مشابه مارمولک انجام گرفت تا به سطح عملکردی لازم برای اجرا در رباتها یا گریپرها برسد و نهایتاً چسبنده های مصنوعی ساخته شدند که تا حد زیادی مشابه چسبندگی مارمولک عمل کرده و عملکرد موفقی در رباتهای دیوار نورد و گریپرها داشتند. گریپر های مارمولکی موجود عمدتاً از مکانیزم تاندونی برای انتقال نیرو استفاده کرده و از سیستم های تحریکی مانند موتور های الکتریکی برای اعمال نیروی برشی استفاده می کنند. در این پایان نامه بر طراحی و ساخت یک نوع گریپر بر اساس چسبندگی مارمولکی تمرکز شده است که از سیستم تحریک سولنوئیدی برای اعمال نیروی برشی و مکانیزم اسکات-راسل بجای تاندون برای انتقال نیرو استفاده می کند. این گریپر نسبت به گریپر های قبلی ارزانتر بوده و از مکانیزم بادوام تری برای انتقال نیروی برشی استفاده می کند این گریپر از صفحاتی تشکیل شده است که بر روی آنها ساقه های چسبنده از جنس پلیمرهای خاص مانند پاهای مارمولک وظیفه چسبندگی بر روی سطوح را انجام می دهند. عملکرد این گریپر بر اساس کنترل نیروی چسبندگی نرمال بوسیله کنترل فعال نیروی برشی اعمالی است. انرژی بسیار کم مورد نیاز در این گریپرها کاربری آنها را در مکانهای خاص که محدودیت منابع انرژی دارد، مانند رباتهای اکتشاف فضایی یا ایستگاهها و سفینه های فضایی، جذاب می کند. جهت ارزیابی عملکرد این گریپر پیشنهادی، آزمایش هایی بر روی مواد مختلف انجام شد که نتایج آن نشان دهنده عملکرد موفق گریپر بوده اند. نتایج آزمایش ها نشان دهنده 51/3, 5/4، 86/3 و 43/4 کیلوپاسکال فشار میانگین چسبن