Анализ и синтез манипуляционных роботов с механизмами параллельной структуры

• Автор: Смородов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 144 с. : ил.

1. МЕХАНИЗМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ И ИХ ОПИСАНИЕ
1.1. Принцип построении механизмов параллельной структуры
1.2. Применение в технике механизмов параллельной структуры
1.3. Структурный анализ .механизмов параллельной структуры
1.4. Задачи исследовании в диссертации
1.5. Выводы по главе
2. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ О ПОЛОЖЕНИЯХ МЕХАНИЗМОВ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ КИНЕМАТИЧЕСКИМИ ЦЕПЯМИ
2.1. Использование линеаризации дли решения примой задачи о положениях механизмов параллельной структуры
2.2 Использование алгебры винтов (моторов) для решении прямой задачи о положениях механизмов параллельной структуры
2.3. Выводы по главе
3. МЕХАНИЗМЫ МАНИПУЛЯТОРОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ С РАЗЛИЧНЫМ ЧИСЛОМ СТЕПЕНЕЙ ПОДВИЖНОСТИ
3.1. Трехстепенные манипуляторы
3.2. Четырехстепепныс манипуляторы
3.3. Питистспенныс манипуляторы
3.4. Классические шестнстепснные манипуляторы
3.5. Шестистененные манипуляторы с вращательными приводами
3.6. Шестнстепснные манипуляторы для малых перемещений
3.7. Конструкции шарниров
3.8 Выводы по главе
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИЖЕНИЙ ШЕСТИСТЕПЕННЫХ МЕХАНИЗМОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ

4.1. Методика расчета параметров углового положении платформы
4.2. Методика расчета реакций, возникающих в приводах манипулятора при приложении нагрузки к рабочему звену
4.3. Уравнении дли расчета динамических характеристик манипуляторов параллельной структуры
4.4. Исследование трехстепенного н нятистепенного манипуляторов
4.5. Исследование шестистепенного манипулятора при различных алгоритмах работы приводов
4.5.1. / - координаты изменяются равномерно с разными скоростями и
достигают заданных значений одновременно
4.5.2.1 - координаты изменяются равномерно с максимально возможными
скоростями и достигают заданных значений одна за другой
4.5.3. / - координаты изменяются но очереди
4.6. Выводы по главе
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАКЕТА МАНИПУЛЯТОРА
5.1. Разработка конструкции макета манипулятора
5.2. Схема управления манипулятором
5.3. Экспериментальное построение сечений рабочей зоны манипулятора
5.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы
К настоящему времени разнообразие роботов, классифицируемых но назначению, характерным признакам принципиального, схемного и конструктивного решений, чрезвычайно широко, что лишь отчасти отражено в монографической и учебной литературе [3], [4], [5], [7], [8], [9], [13], [14], [15], [18], [19], [20], [21], [27], [28], [29], [31], [32]... и в стандартах [25]. В большинстве случаев манипуляторы роботов имеют незамкнутые кинематические цепи, т.е. они имеют механизмы последовательной структуры.
Механизмы с параллельными кинематическими цепями (механизмы параллельной структуры) обладают рядом важных достоинств, таких как высокая жесткость, точность, надежность, компактность. Известны примеры удачных конструкций станков, стендов и другого оборудования различного назначения, построенных на механизмах параллельной структуры. Но приходится констатировать, что в настоящее время, ввиду некоторых причин, они пока мало используются в робототехнике. Среди этих причин сложность управления данными манипуляторами и недостаточная проработанность методик, которые позволяли бы получать как оптимальные варианты конструкций, так и наиболее подходящие для выбранной конструкции алгоритмы автоматического или автоматизированного управления приводами.
Недостаточная глубина исследования механики манипуляторов с параллельными кинематическими пегими объясняется высокой сложностью и, в общем случае, неоднозначностью аналитического решения обратной задачи геометрии и кинематики. Однако, уровень развития компьютерных технологий на сегодняшний день, позволяет применять эффективные численные мс-

Учитывая то, что построения производятся для шарнира В, для получения рабочей области груза т необходимо принимать во внимание длину подвеса п, в связи с чем, рабочая область сместится вниз на длину подвеса относительно верхнего шарнира. На рис.3.4. - 3.6 изображены сечения рабочей зоны при ктах= ктт=0.2 для точки Ві (заштриховано) и для рабочего органа (границы показаны штриховой линией).
Сечение рабочей зоны для других ктш, ктах показаны на рис.3.7 - 3.15.
Рис.3.7. (ктах= 0.2, ктт-0.4) Рис.3.8. (ктах 0.2 , ктт=0.4)
Рис.3.9. (ктах= 0.2 , ктт~0.4)