جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (خانم پریسا جلالی)

موضوع: تحلیل تئوری و تجربی دینامیک و کنترل حرکت ریزربات بر روی بستر ویسکوالاستیک مغروق در آب در مودهای غلتشی و هیبرید غلتشی-لغزشی

ارائه دهنده: پریسا جلیلی

اساتید راهنما: دکتر ضیایی راد، دکتر کشمیری

اساتید داور: دکتر بهبهانی، دکتر سلمانی تهرانی، دکتر هادیان 

چکیده:

در سال­های اخیر مطالعه و تحقیق بر روی ریزربات­ ها به دلیل نیاز بشر به این نوع از ربات­ ها در مصارف مختلف افزایش یافته است. یکی از کاربردهای این نوع ربات­ ها در زمینه­ های پزشکی می­ باشد. درون بدن انسان به دلیل محدودیت در فضای قابل دسترس و هم­چنین کاهش راه­کارهای تهاجمی مانند اعمال جراحی مختلف، آندوسکوپی دستی و غیره از ریزربات­ ها استفاده می­ شود. مکانیزم­ حرکتی در هر ریزربات ارتباط مستقیمی با محیط فعالیت آن ریزربات دارد، به همین دلیل طراحی و تحلیل مکانیزم حرکتی می­ تواند تاثیر به سزایی در عملکرد ریزربات مدنظر داشته باشد. 

در همین راستا هدف از انجام این پژوهش ساخت و تحلیل تئوری-تجربی دینامیک حرکت ریزربات کپسولی­شکلِ مغناطیسی و هم چنین کنترل حرکت آن بر روی بستر ویسکوالاستیک مغروق در آب می­ باشد. ریزربات مدنظر می­تواند با استفاده از گشتاور پیش ران مغناطیسی ایجادشده توسط مولد میدان مغناطیسی، داخل محیطی مملو از آب و بر روی بستر ویسکوالاستیک حرکت کند. مولد میدان مغناطیسی به صورت­ پیچه ­های هلمهولتز مربعی عمود برهم طراحی­ شده ­اند تا بتواندگشتاور مغناطیسی ثابتی را در فضای کاری ایجاد کند. گشتاور و نیروی مقاوم از سوی سیال ابتدا با در نظر گرفتن حجم معادل ریزربات و استفاده از روابط تحلیلی به‌دست­آمد، سپس با استفاده از روش­ های عددی و با درنظرگرفتن هندسه­ی واقعی، سرعت و مرزهای واقعی ریزربات نیز محاسبه گردید و با روش حجم معادل مقایسه شد. رابطه ­ی گشتاور وارد به ریزربات از سوی بستر ویسکوالاستیک با سرعت غلتش ریزربات ابتدا با در نظر گرفتن تئوری کلوین برای بستر ویسکوالاستیک  به ­دست آمد؛ سپس با استفاده از روش عددی میزان فرورفتگی داخل بستر و همچنین گشتاور وارد شده به ریزربات برآورد گردید. 

در نهایت  نیروها و گشتاورهای شبیه­ سازی شده، داخل روابط حاکم بر حرکت ریزربات جایگذاری می­ شود و حرکت ریزربات به صورت عددی شبیه­ سازی می­گردد. نتایج به‌دست آمده، چگونگی ارتباط  مشخصه­های سینماتیکی و دینامیکی ریزربات را به دامنه و بسامد‌ جریان ورودی به پیچه­ های مغناطیسی را نشان می­دهد. در انتهای این نوشتار نحوه­ی طراحی و آماده ­سازی تجهیزات آزمایشگاهی مورد نیاز جهت ارزیابی نتایج شبیه ­سازی توضیح داده ­می­ شود.

کلمات کلیدی: ریزربات مغناطیسی، ویسکوالاستیک ، پیچه هلمهولتز، مولد میدان مغناطیسی، نیرو و گشتاور پسا