Динамика прыгающего робота с вращающейся массой, оснащенного системой виброизоляции навесного оборудования

• Автор: Сапронов, Константин Александрович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Классификация вибрационных микророботов
1.2. Обзор конструктивных схем вибрационных мобильных роботов с внутренней подвижной массой
1.2.1. Описание конструкции робота с поступательно движущейся внутренней массой, управляемой электромагнитным приводом
1.2.2. Описание виброробота с внутренней массой, управляемой электромеханическим приводом
1.2.3. Виброробот с вращающейся массой
1.3. Робот, движущийся за счет периодической деформации корпуса
1.4. Анализ конструкций вибророботов с навесным оборудованием
1.5. Основные типы виброзащитных систем
1.6. Цель и задачи диссертации
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРЫГАЮЩЕГО РОБОТА
2.1. Общие предпосылки, гипотезы и допущения
2.2. Обобщенная расчетная схема прыгающего робота с одной вращающейся массой
2.3. Математическое моделирование прыгающего вибрационного робота с вращающейся массой
2.4. Анализ результатов моделирования движения вибрационного прыгающего робота
Выводы по второй главе
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЫГАЮЩЕГО РОБО'ГА С СИСТЕМОЙ ПАССИВНОЙ И АКТИВНОЙ ВИБРОЗАЩИТЫ НАВЕСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

3.1. Расчетная схема робота, оснащенного пассивбной противоударной системой
3.2. Алгоритм интегрирования и результаты численного моделирования
3.3. Исследование движения робота с навесным оборудованием
3.4. Исследование активной виброзащитной системы навесного оборудования
3.5. Исследование влияния внешних возмущений на работу системы
виброзащиты
Выводы по третьей главе
4. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АКТИВНОЙ ВИБРОЗАЩИТЫ
НАВЕСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ДВИЖЕНИЯ ПРЫГАЮЩЕГО РОБОТА
4.1. Описание экспериментального стенда для исследования активной виброзащитной системы
4.2. Расчет параметров электродинамического привода активной виброзащитной системы
4.3. Описание экспериментального стенда для изучения движения прыгающего робота
4.4. Расчет на прочность элемента пассивной противоударной системы
4.5. Моделирование вращательного движения дебаланса с электроприводом ограниченной мощности
Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Копии актов об использовании результатов диссертационной работы

В настоящее время практически во всех промышленно развитых странах интенсивно ведутся работы по созданию мобильных роботов. Это связано с необходимостью передвижения и выполнения технологических и инспекционных операций в недоступных или трудно доступных для человека местах, а также на* территориях с "агрессивными" средами, где нахождение человека является ие безопасным. Широкое распространение получили колесные, гусеничные, шагающие устройства. В тоже время такие системы движения обладают рядом недостатков, в том числе сложностью и, как следствие, невысокой надежностью. Одним из перспективных методов движения мобильных роботов, развивающимся в последние годы в Институте проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, Курском государственном техническом университете, Техническом университете Илменау (Германия) и других, является метод, основанный на использовании управляемого вибрационного движения внутренних масс, установленных в корпусе робота. Изменяя движение внутренних масс мобильного вибрационного робота, можно управлять силой реакции внешней среды на корпус робота, обеспечивая его движение в желаемом направлении. Вибрационные роботы просты по конструкции, они не требуют специальных движителей, таких как колеса, гусеницы или ноги. Это делает мобильные вибрационные роботы перспективными для движения не только по поверхностям, но и внутри плотных сред, препятствующих проникновению (например, в грунтах), заполненных пульпой и т.д. Особый интерес представляют вибрационные устройства, перемещающиеся с периодическим отрывом от опорной поверхности, что открывает принципиально новые возможности для мобильных устройств, в плане повышения проходимости при движении по неровной поверхности. Это позволит применять такие системы для мониторинга окружающей среды после землетрясений и других чрезвычайных ситуациях, когда перемещение робота возможно лишь с использованием прыжков.
Если предположить, ЧТО с01 и С13 стремятся к бесконечности, то обобщенная расчетная схема принимает вид, показанный на рис. 2.5. Если С13 стремится к бесконечности, то обобщенная расчетная схема может быть представлена на рис. 2.6.
Рис.2.5. Расчетная схема прыгающего виброробота без учета систем противоударной и виброзащи гной систем