تصميم هيكل جذع روبوت رباعي الأرجل بناءً على تحليل إجهاد المقاطع العرضية

الملخص

يقدم هذا البحث دراسة تصميمية لهيكل جذع روبوت رباعي الأرجل، مع التركيز على تحديد أشكال وأبعاد المقاطع المثالية لقضبان الوصلة تحت إجهادات الشد، الضغط، الانحناء، والالتواء. الهدف هو تحقيق أقل وزن ممكن لهيكل الجذع مع زيادة سعة الحمولة وبالتالي زيادة كفاءة الطاقة، باستخدام مادة PLA للطباعة ثلاثية الأبعاد. الافتراضات تشمل دراسة المقاطع الفردية (دائرية، مربعة، مستطيلة) دون دعامات جانبية، تم استخدام تحليل العناصر المحدودة (Finite Element Analysis - FEA) في برنامج SolidWorks لمحاكاة الإجهادات، مع دمج تأثير التجويف لتقليل الوزن مع زيادة صلابة الشكل. النتائج تشير إلى أن المقاطع الدائرية أكثر عرضة للتشوه تحت الشد والضغط، بينما المقاطع المستطيلة (التموضع 1) أفضل أداء تحت الانحناء، والمقاطع الدائرية تظهر مقاومة جيدة لإجهادات الشد. يحسن تأثير التجويف توزيع الإجهاد دون زيادة حجم المادة. تم التحقق من تصميم الجذع تحت حمولة 400 غرام، مما يظهر أداءً جيدا مع دعامات متصالبة حتى بعد تفريغها باستخدام تأثير التجويف مما حقق توفيرا في حجم المادة المستخدمة مقداره 1/8 من حجم الوصلة المتصالبة. يساهم هذا البحث في تصميم روبوتات رباعية الأرجل مقبولة التكلفة للتطبيقات الصناعية والتعليمية.