Влияние расписания включения приводов робота на его кинематические и динамические характеристики

• Автор: Шаныгин, Сергей Витальевич
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Глава 1. Обзор и анализ работ, посвященных методам управления и их развитие
1.1. Анализ известных методов кинематического и динамического синтеза манипуляторов, систем управления
1.2. Анализ этапов развития, основ теории управления
1.3. Выводы главы!
Глава 2.Влияние расписания включения приводов робота на его кинематические параметры
2.1. Постановка задачи
2.2. Влияние расписания включения приводов в подвижностях манипуляционной системы на характер траектории точки присоединения
схвата
2.3. Выбор начальной конфигурации манипуляционной системы робота
2.4. Влияние расписания включения приводов на кинематические параметры манипуляционной системы
2.5. Выводы главы
Глава 3. Влияние расписания включения приводов робота на его динамические параметры
3.1. Анализ сил, действующих в манипуляционной системе робота
3.2. Возможность уравновешивания инерционных сил путем изменения расписания включения приводов
3.3. Выводы главы
Глава 4. Влияние расписания включения приводов робота на его энергетические параметры
4.1. Связь энергодинамических характеристик приводов манипуляционной системы робота с их последовательностью включения
4.2. Расписание включения приводов манипуляционной системы робота и ее энергодинамические характеристики
4.3. Выводы главы
Заключение
Библиография

Стремительное развитие робототехники за последнюю четверть века существенно обогатило технический прогресс и предоставило человеку новые средства автоматизации. Промышленные роботы применяются в качестве транспортных средств, технологических машин и элементов гибких систем комплексной автоматизации. Фундаментальные идеи робототехники основываются на новейших достижениях в области теоретической и прикладной механики, электроники, теории машин и механизмов, вычислительной техники, теории управления.
В данный момент время роботизация многих сфер деятельности приобретает все более широкие масштабы, и в век энергосберегающих технологий встает вопрос о возможности создания более экономичных робототехнических комплексов.
Существующие на сегодняшний день методы и способы уменьшения энергозатрат приводов робота не всегда позволяют решать поставленные задачи в технологическом процессе, без введения дополнительных устройств или корректирующих программ управления. Наиболее эффективным использованием роботизированных комплексов, с уменьшенными энергозатратами, будет их применение в нефтегазодобывающей и нефтехимической промышленности. В частности, в трубопроводном транспорте газа, нефти, а также неразрушающий контроль зданий и различных технических конструкций.
Одним из перспективных направлений развития способов уменьшения энергозатрат является разработка методов и алгоритмов управления, позволяющих снижать потребление энергии за счет рационального выбора расписания включения приводов.
На сегодняшний день, при разработке новых робототехнических комплексов, актуальное значение приобретают роботы, позволяющие осуществлять неразрушающий контроль зданий и различных технических конструкций. В этом случае захват- робота оснащается прибором контроля

(например, рентгеном или прибором инфракрасного излучения и т.д.), которые могут обладать значительными массами, а следовательно, при движении будут создавать большие инерционные нагрузки. Поэтому вопрос уменьшения ускорений в процессе движения манипуляционной системы путем рационального включения приводов является важным с точки зрения уменьшения динамических нагрузок, что в свою очередь приведет к увеличению надежности конструкции робота и понижению энергозатрат на перемещения. В случае, если требуется высокая точность позиционирования, уменьшение динамических нагрузок и инерционность системы позволит также увеличить точность позиционирования.
Вопросы создания роботизированных комплексов с уменьшенными энергозатратами в настоящее время являются весьма актуальными при разработке универсальных средств неразрушающего контроля. Решение данных
задач позволит снизить энергозатраты манипулятора, тем самым,-увеличив срок

работы робототехнических систем, использующихся при контроле трубопроводов и несущих металлоконструкций зданий.
Основной целью данной работы является разработка способов уменьшения энергозатрат робота путем рационального выбора расписания включения приводов, а также исследование влияния расписания включения на кинематические, динамические и энергетические характеристики.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
• Разработать теоретические методы выбора расписания включения приводов и их влияние на кинематические, динамические и энергетические характеристики работы манипуляционной системы.
• Определить влияние начальной конфигурации манипуляционной системы на выбор расписания включения приводов.
• Разработать способы, позволяющие уменьшать инерционные нагрузки звеньев и приведенных моментов, которые возникают при работе манипулятора.

390 130 1,12 365 105 0,984
400 140 1,14 370 110 1,01
410 150 1,165 375 115 1,03
380 120 1,06
385 125 1,08
390 130 1,10
395 135 1,11
400 140 1,14
405 145 1,15
со2 > соЗ а>2-со} ф', ш2 <соЗ
со3 ф; - ф
Ф1 Фг р- Р,М Фг Фг Р° Р,М
40 340 120 1,06 40 340 120 1,06
50 357,5 127,5 1,09 45 350 125 1,08
60 375 135 1,12 50 360 130 1,1
70 392,5 142,5 1,15 55 370 135 1,12
80 410 150 1,165 60 380 140 1,14
65 390 145 1,15
70 400 150 1,16
75 410 155 1,175
80 150 1,165
Таблица 2
Приводы включаются последовательно
/2 = 0,8.м,/3 =0,4 м,(ргн =40°, <рзн =340°,?»; =60°,?»; =50°