Динамика мобильных вибрационных роботов с системой виброзащиты навесного оборудования

• Автор: Гранкин, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Обзор существующих конструкций вибрационных мобильных устройств
1.2. Основные типы и область применения виброзащитных систем
1.3. Обоснование необходимости создания системы виброзащиты навесного
ОБОРУДОВАНИЯ
1.4. Анализ расчетов систем виброзащиты
1.5. Цель и задачи диссертации
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВИБРАЦИОННОГО РОБОТА И СИСТЕМЫ ВИБРОЗАЩИТЫ
2.1 Простейшая модель виброробота с одной вибрирующей внутренней массой без учета характеристик привода
2.1.1. Математическая модель 1-D робота с вибрирующими внутренними массами.34 2.1.2 Исследование движения 1-D виброробота с электромагнитным приводом
2.2. Результаты моделирования движения робота с ограниченной мощностью привода
2.3. Исследование движения 1-D робота с изменяемой формой тела
2.4. Моделирование активной виброзащитной системы с управляемой жесткостью
2.5. Выводы по главе
ГЛАВА З.ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРОЗАЩИТНОЙ СИСТЕМЫ С УПРАВЛЯЕМОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ
3.1 Исследование виброзащитной системы с программно - управляемой жесткостью при импульсном движении корпуса виброробота
3.2 Исследование системы активной виброзащиты платформы для оборудования с управлением по ускорению
3.3 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВИБРОЗАЩИТЫ НАВЕСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПРИВОДА
4.1 Описание экспериментального стенда
4.2. Выбор системы управления электрического питания электропривода
4.3 Исследование системы привод-управление на устойчивость

4.4. Исследование САУ привода в среде МАТЬАВ и МАТНСАИ
4.5 Описание цифровой системы автоматического управления
4.6 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность работы. Мобильные роботы широко используются для различных операций в средах, недоступных для человека или опасных для него. Они используются, например, для проверки и ремонтных работ в атомных реакторах и на химических заводах, в местах крушения после землетрясения или взрывов, или при демонтаже взрывных устройств. Большое число этих роботов перемещается посредством колес или гусениц, некоторые из них используют шагающие механизмы. Такие роботы, тем не менее, не могут войти в узкие щели (например, при освобождении в зоне крушения) или перемещаться в вязких средах кроме газов или жидкостей. В работе рассматриваются новые виды движения применительно к роботам для эффективного передвижения в средах, недоступных роботам на колесах, гусеницах и шагающих системах. Это особенно актуально для медицинских роботов, разрабатываемых для движения в довольно узких каналах (например, кровеносных сосудах или кишках) или мышцах, чтобы приблизится к поражённому органу, выполнить диагностическую или хирургическую операцию.
В данной работе подробно рассмотрены проблемы связанные с созданием малогабаритных мобильных вибророботов с установленным на корпусе навесным оборудованием, разработаны методы расчета и проектирования виброзащитных устройств, обеспечивающих эффективную защиту контрольно-измерительных приборов робота. Очевидно, что виброзащитная система робота должна, по сути, решать две задачи: во-первых, обеспечить уровень ускорений на чувствительных элементах измерительной и контролирующей аппаратуры; во-вторых, исключить влияние навесного оборудования на траекторию движения робота.
Поэтому проблема создания высокоточных систем виброзащиты, обеспечивающих заданные условия эксплуатации навесного оборудования и робота является актуальной научно-технической задачей.

X2 = jX2dt от частоты для различных зазоров А = 0.003; 0.004; 0.005 (рис.

2.15).
Х.(мс)
-♦—Л =0.005 —*■ - Д =0.004 —А— Д=0
Рис.2.15. АЧХ системы для различных зазоров
На рис.2.16 более подробно показана область I, где скорость принимает максимальные значения.
Рис.2.16. АЧХ системы для различных зазоров (область I)