Геометрическое исследование и синтез малых движений мобильных и стационарных роботов в сложноорганизованных средах

Геометрическое исследование и синтез малых движений мобильных и стационарных роботов в сложноорганизованных средах

Автор: Притыкин, Федор Николаевич

Шифр специальности: 05.01.01

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2004

Место защиты: Москва

Количество страниц: 325 с. ил.

Артикул: 2753365

Автор: Притыкин, Федор Николаевич

Стоимость: 250 руб.

Геометрическое исследование и синтез малых движений мобильных и стационарных роботов в сложноорганизованных средах  Геометрическое исследование и синтез малых движений мобильных и стационарных роботов в сложноорганизованных средах 

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ АДАПТИВНЫХ, ИНТЕЛЛЕКТУАЛЫ 1ЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОВ,
ФУНКЦИОНИРУЮЩИХ В СЛОЖНООРГАНИЗОВАННЫХ СРЕДАХ
1.1 Актуальность разработки автономных методов программирования движений стационарных робототехнических комплексов.
1.2 Актуальность разработки адаптивных систем управления движением мобильных и стационарных роботов, функционирующих в сложноорганизованных средах
1.3 Обоснование актуальности геометрического моделирования при анализе мгновенных состояний стационарных и мобильных манипуляторов
1.4 Геометрическое моделирование процессов возникновения, огибающих однопараметрического семейства поверхностей при решении некоторых задач робототехники
1.5 Анализ способов оценки взаимного положения конфшурапий манипулятора и объектов препятствий в рабочем пространстве
1.6 Анализ исследований вопросов манипулятивпости и маневренности при синтезе движений манипуляторов в организованных средах
1.7 Цели и задачи исследования
2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МГНОВЕННЫХ СОСТОЯНИЙ ЗВЕНЬЕВ МЕХАНИЗМОВ МАНИПУЛЯТОРОВ С ПОМОЩЬЮ ГРАФИЧЕСКИХ ПОСТРОЕНИЙ, ВЫПОЛНЯЕМЫХ НА КОМПЛЕКСНОМ ЧЕРТЕЖЕ
2.1 Определение мгновенных состояний выходного звена манипулятора с помощью построения скоростной плоскости и скоростного пучка на комплексном чертеже.
2. 1. 1 Определение мгновенных состояний подвижных систем, совер
тающих плоскопараллельпые и пространственные движения
2.1.2 Анализ мгновенных состояний выходного звена пространственного пятизвенного механизма манипулятора
2.1.3 Анализ мгновенных состояний выходного звена пространственного шестизвенного механизма манипулятора
2.1.4 Анализ мгновенных состояний выходного звена пространственного семизвенного механизма манипулятора
2.2 Многообразия мгновенных винтов, характеризующие возможные мгновенные состояния выходного звена механизмов манипуляторов при наличии двигательной избыточности
2.2.1 Анализ двигательной избыточности пространственного шестизвенного механизма манипулятора с помощью графических построений на комплексном чертеже
2.2.2 Анализ двигательной избыточности пространственного семизвенного механизма манипулятора с помощью графических построений на комплексном чертеже
3. РАСЧЕТ ОБЛАСТЕЙ, КОТОРЫЕ ОПРЕДЕЛЯЮТ ВОЗМОЖНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТОЧЕК ЗВЕНЬЕВ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ МАНИПУЛЯТОРОВ, СООТВЕТСТВУЮЩИХ ИХ РАЗЛИЧНЫМ МГНОВЕНЫМ СОСТОЯНИЯМ
3.1 Определение линий контакта огибаемых поверхностей звеньев манипуляторов при различных их мгновенных состояниях
3.1.1 Аналитический метод расчета положений мгновенных винтовых осей и парамегров мгновенного движения, огибаемых поверхностей звеньев манипуляторов
3.1.2 Преодоление двигательной избыточности на основе критерия, который минимизирует квадратичный функционал объем движения
3.1.3 Определение линий контака на поверхностях звеньев
манипуляторов при различных их мгновенных состояниях
3.2 Определение параметрических чисел линий контакта на поверхностях, ограничивающих звенья механизма манипулятора при их различных мгновенных состояниях.
3.3 Расчет областей, которые определяют возможные положения точек звеньев исполнительных механизмов манипуляторов, соответствующих их различным мгновенным состояниям
3.3.1 Приближенный способ расчета областей, которые определяют возможные положения точек звеньев пространственных исполнительных механизмов манипуляторов
3.3.2 Расчет областей, которые определяют возможные положения точек звеньев механизмов манипуляторов, совершающих плоскопараллельные движения
3.3.3 Расчет областей, которые определяют возможные положения точек звеньев механизма, осуществляющих вращательные движения
3.3.4 Определение области, которая задает возможные положения точек звеньев механизма манипулятора, совершающих пространственные движения
3.4 Определение пересечения областей, которые задают возможные положения точек звеньев исполнительного механизма манипулятора и объектов препятствий
4. ГРАФИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕАЛИЗАЦИИ МГНОВЕННЫХ СОСТОЯНИЙ МЕХАНИЗМОВ МАНИПУЛЯТОРОВ 1 ТРИ СИНТЕЗЕ ДВИЖЕНИЙ ПО ВЕКТОРУ СКОРОСТЕЙ ВЫХОДНОГО ЗВЕНА И НАЛИЧИИ ДВИГАТЕЛЬ ЮЙ ИЗБЫТОЧНОСТИ.
4.1 Исследование погрешностей реализаций мгновенных состояний 3 плоских и пространственных механизмов манипуляторов при наличии двигательной избыточности
4.2 Исследование маневренности механизмов манипуляторов с помощью реализаций мгновенных состояний.
4.3 Метод графического представления телесного угла и окружающего просзранства руки, образованных осями схватоносителя и звеньями механизма при реализации мгновенных состояний манипуляторов.
4.4 Определение объема окружающего пространства руки манипулятора, полученного реализацией мгновенных состояний
4.5 Определение собственных свойств, характеризующих маневренность мобильного робота при синтезе малых движений но вектору скоростей.
4.6 Задание области, пространства обобщенных скоростей, определяющей совокупность мгновенных состояний мобильного манипулятора, удовлетворяющих заданным погрешностям реализаций
4.7 Влияние геометрических параметров механизмов манипуляторов
на их маневренность
5. МГНОВЕННЫЕ СОСТОЯНИЯ МАНИПУЛЯТОРОВ ПРИ НАЛОЖЕНИИ
ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ДВИЖЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ТОЧЕК
ЗВЕНЬЕВ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА, КОНТАКТИРУЮЩИХ
НА ВИРТУАЛЬНОМ УРОВНЕ С ПРЕПЯТСТВИЯМИ.
5.1 Мгновенные состояния плоского шестизвенного механизма манипулятора при наложении условий на движение точек звеньев, контактирующих с препятствиями
5.2 Мгновенные состояния пространственных механизмов манипуляторов при наложении условий на движения точек звеньев, контактирующих с препятствиями.
5.3 Метод расчета мгновенных состояний манипуляторов, при различных размерностях плоскости с наложением условий на движения точек звеньев механизма
5.3.1 Размерность 7плоскости при синтезе движений равна единице
5.3.2 Размерность 7плоскости при синтезе движений равна двум
5.3.3 Размерность 7плоскости при синтезе движений равна трем
5.4 Алгоритм синтеза движений манипуляторов с наложением условий
на перемещения точек звеньев механизма.
5.5 Перемещение мобильного робота при наличии запретной зоны в рабочем пространстве с наложением условий на движение отдельных точек звеньев механизма.
РАЗРАБОТКА АДАПТИВНЫХ, ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ РОБОТАМИ, ПОЗВОЛЯЮЩИХ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РТК
6.1 Назначение и взаимодействие основных модулей адаптивной системы управления робота.
6.1.1 Модуль синтеза малых движений манипуляторов в свободном рабочем пространстве с использованием критерия минимизации объема движения
6.1.2 Модуль синтеза движений манипуляторов в свободном рабочем пространстве по критерию, обеспечивающему увеличение показателя маневренности
6.1.3 Модуль анализа тупиковых ситуаций и различные методы выхода
из них при синтезе малых движений
6.1.4 Геометрически обоснованные принципы построения адаптивной системы управления роботов, функционирующих в сложноорганизованных средах.
6.2 Методика проектирования технологических систем нанесения покрытий и обработки поверхностей с использованием манипуляторов и роботовстанков
6.2.1 Методы оптимизации определения взаимного положения обрабатываемого изделия и манипулятора в неподвижной системе координат
6.2.2. Методы обеспечения заданной ориентации продольной оси инструмента, в технологических системах нанесения покрытий на изделия с использованием РТК
6.1.3 Основные программные модули САПР ТП, выполняемых с использованием РТК
6.3 Синтез малых движений абразивного инструмента при формообразовании поверхности проточной части турбинной лопатки на шести координатном роботестанке
6. 4 Алгоритм расчета механических систем манипуляторов на этапе структурного и кинематического синтеза на основе построения малых движений механизмов манипуляторов.
Заключение и обобщенные выводы.
Список использованной литературы


Изучение движения независимо от сил, его производящих, развилось в самостоятельную кинематическую часть механики, образуя звено, соединяющее эту науку с геометрией . Что в кинематике первое место принадлежит геометрии, что в решении вопросов динамики геометрическое толкование играет важную роль для удачной постановки задачи и разъяснения смысла решения, найденного аналитическим путем, теперь признается всеми. Одним из основополагающих понятий кинематики является понятие о мгновенном состоянии подвижной системы ПС и всего механизма. Это связано с тем, что мгновенные состояния, не только определяют характер мгновенных движений отдельных точек звеньев механизма, положения мгновенных линий контакта на огибаемых поверхностях, ограничивающих указанные звенья, но и характеризуют такие свойства незамкнутых кинематических цепей манипуляторов, как двигательная избыточность, маневренность и другое. Геометрические способы представления мгновенных состояний при этом позволяют проводить не только глубокий анализ поставленных теоретических и прикладных задач, но и находить методы и алгоритмы их решения. Особое значение геометрическое моделирование, связанное с анализом мгновенных состояний, имеет при перемещении механизмов манипуляторов в организованных средах. Так геометрическое представление мгновенных состояний с помощью многообразий точек или областей, которые определяют допустимые значения вектора обобщенных скоростей манипулятора, в многомерном пространстве, при наложении условий на движения отдельных точек звеньев механизма, способствуют нахождению таких способов, которые исключают итерационные способы вычисления указанного вектора. Известно, что мгновенные состояния ПС, связанной со звеном механизма, определяет мгновенно винтовая ось МВО или, для случая плоско параллельного перемещения, мгновенная ось вращения МОВ и параметры мгновенного движения. ПС. Отметим, что мгновенный винт характеризует при этом абсолютное мгновенное движение ПС в неподвижном пространстве. Геометрические исследования, связанные с анализом мгновенных состояний, имеют прямое отношение к ряду технических задач. На рис. Рис. В главе показана взаимосвязь некоторых задач робототехники с использованием методов геометрического анализа мгновенных состояний незамкнутых кинематических цепей. Из анализа литературы можно сделать вывод, что при сложении движений применяются как аналитические, так и графические методы. Достоинством аналитических методов является возможность применения вычислительной техники при решении указанных задач. Однако эти методы не характеризуются достаточной наглядностью. Задачи сложения движений или определения мгновенного винта, характеризующего абсолютное движение ПС, достаточно подробно изложены в работах И. И. Артоболевского 3, Ф. М. Димснтбсрга , Л. Г. Лойцянского , И. И. Мерцалова 1,2, А. Ф. Николаева 1 и многих других. Наиболее распространенным является аналитический метод сложения движений. Этот метод необходимо подразделять на три различных способа. Первый способ основан на применении аналитических зависимостей кинематики, с помощью которых возможно определение как положения в пространстве мгновенной винтовой оси, так и параметров мгновенного движения. Эти зависимости приведены в работах 3, , . Большинство авторов применяет данную методику для сложения двух движений, при этом рассматриваются в основном слагаемые вращательные и винтовые движения. В работах Ф. М. Диментберга и Д. М. Зейлигера предложен способ, основанный на применении комплексных чисел. Используя алгебру винтов, сложение движений можно осуществлять путем использования винтовых проекций слагаемых винтов на неподвижные оси системы координат. При этом координаты суммарного винта равны сумме соответственных координат слагаемых винтов. Третьим аналитическим способом сложения движения является способ, основанный на определении шести компонентного вектора скоростей V по заданному вектору скоростей изменения обобщнных координат механизма. Вектор однозначно определяет скорости трех точек ПС, а следовательно, и положение МВО и параметры мгновенного движения.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.231, запросов: 224