Робототехнические и мехатронные системы театральной машинерии

• Автор: Волков, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 358 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЯ ТЕАТРАЛЬНОЙ МАШИНЕРИИ

1.1 .Общая характеристика литературных источников по техническому оснащению сцены

1.2. Эволюция технического оснащения сцены театра от Древней Греции до XIX века

1.3. Тенденции развития технического оснащения сцены театра от XIX века до настоящего времени

1.4. Театральная машинерия современного театра

1.4.1. Оборудование верхней машинерии сцены

1.4.2. Оборудование нижней машинерии сцены

Выводы по главе

2. ГЕОМЕТРИЯ СЦЕНЫ И ЗАДАЧИ ПОСТРОЕНИЯ ЕЕ РОБОТИЗИРОВАННОГО И МЕХАТРОННОГО КОМПЛЕКСА
2.1. Особенности эксплуатации оборудования театральной машинерии
2.2. Общие принципы обустройства сцены и компоновка оборудования робототехнических и мехатронных систем современного театра
2.3. Принципы обустройства сцены и компоновка сценической структурногибкой роботизированной системы современного театра
2.4. Классификация элементов сценических робототехнических и мехатронных систем современного театра и задачи их исследования
2.5. Компоновка рабочего пространства сценического структурно-гибкого роботизированного и мехатронного комплекса
2.6. Общая характеристика сцены, как рабочего пространства робототехнической и мехатронной систем
Выводы по главе

3.РОБОТИЗИРОВАННЫЙ МЕХАТРОННЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ТРАНСФОРМИРОВАНИЯ СЦЕНИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
3.1. Анализ тенденций развития средств трансформирования сцены
3.2. Классификация методов трансформирования сцены
3.3. Роботизированная технология трансформирования сценического пространства
3.3.1 .Трансформирование пространства сцены плоскими элементами
3.3.2. Формирование рельефа сцены из объемных элементов
3.3.3. Формирование рельефа сцены раздвижными конструкциями
3.4.Робототехнические системы для трансформирования сценического пространства
3.4.1. Манипуляционные робототехнические системы для формирования рельефа сцены
3.4.2. Локомоционные робототехнические системы для формирования рельефа сцены
3.5. Автоматизированные приводы театральной машинерии
3.6. Автоматизированные системы управления театральной машинерией
3.7. Автоматизация управления оперно-балетными спектаклями
Выводы по главе
4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МАНИПУЛИРОВАНИЯ СЦЕНИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ
4.1. Описание геометрии подвижного сценического объекта манипулирования как жесткого тела
4.2. Способы задания угловой ориентации объектов манипулирования
4.3. Представление манипуляторов параллельной и комбинированной структуры многостепенных роботов с помощью графов
4.4. Типовые варианты роботов на базе платформы Стюарта
4.5.Свойства манипуляторов параллельной структуры и их описание

4.6. Метод /-координат составления исходных геометрических уравнений платформы Стюарта
4.7. Альтернативные методы решения геометрических задач роботов с параллельными кинематическими цепями
4.8. Алгоритмы решения прямой и обратной геометрических задач при определении угловой ориентации выходного звена робота
4.9. Линеаризация геометрических соотношений для роботов с параллельными кинематическими цепями
4.10. Задачи синтеза манипуляторов с параллельными кинематическими цепями
Выводы по главе
5. СЦЕНИЧЕСКИЕ РОБОТЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ С РАЗНЫМ ЧИСЛОМ СТЕПЕНЕЙ ПОДВИЖНОСТИ
5.1. Классификация перемещаемых объектов сцены
4.2. Роботы с одной степенью свободы
5.3. Роботы параллельной структуры с двумя степенями свободы
5.4. Роботы параллельной структуры с тремя степенями свободы
5.5. Роботы параллельной структуры с четырьмя степенями свободы
5.7. Роботы параллельной структуры с шестью степенями свободы
5.8. Модифицированные варианты робота параллельной структуры с шестью степенями свободы
5.9. Модульное построение механизмов роботов параллельной структуры
5.10. Алгоритмы управления сценическими робототехническими системами с параллельными кинематическими цепями
5.10.1. Исследование движения робота при синхронно-дискретном изменении /-координат
5.10.2. Исследование движения робота при асинхронном изменении /-координат
5.10.3. Алгоритм поочередного изменения / - координат
Выводы по главе
4. Погрешность позиционирования, мм
Для обеспечения подъема и удержания современных объемных декораций, имеющих массы до нескольких тонн, применяют индивидуальные точечные и мобильные подъемы грузоподъемностью от 1,5 кН до 20 кН. Такой подъем может быть установлен над любой точкой планшета за исключением зон, лежащих под стропильными фермами.
К верхней машинерии сцены относятся и осветительские штанкеты и софиты. Они предназначены для установки посредством хомутов различных прожекторов. Конструкция софита рассмотрена в п. 1.3. Подъем софитов осуществляется двумя рядами канатов, а принципиальные схемы софитных подъемов аналогичны схемам штанкетных подъемов.
Анализ описанного оборудования верхней машинерии показыват следующее: во-первых, точки подвеса декорации и их элементов могут располагаться в ограниченной области пространства, которую следует классифицировать как рабочую зону оборудования верхней машинерии; во-вторых, плоско-параллельное движение декораций, их фрагментов и актеров возможно преимущественно только в прямоугольной системе координат, параллельной зеркалу сцены и оно осуществляется исключительно посредством специальных дорог; в-третьих, существующее оборудование не позволяет реализовывать сложное плоское движение (поступательное с вращением) и, тем более, пространственное, больших объектов в пределах сценической коробки при использовании только штатных приводов.
1.4.2. Оборудование нижней машинерии сцены
К числу наиболее сложных в общей проблематике автоматизации и механизации театра относят задачи трансформации планшета сцены. В механизации сцены историки театра выделяют три направления создания и совершенствования подвижных оснований и их фрагментов: подъемно-опускные