Методы расчета и проектирования манипуляционных систем с импульсными двигателями

• Автор: Сосоров, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 136 с. : ил

Оглавление
Введение
Глава 1. ПОСТРОЕНИЕ МАНИПУЛЯТОРОВ, ПРИВОДИМЫХ В ДВИЖЕНИЕ ИМПУЛЬСАМИ, И ЗАДАЧИ ИХ ИССЛЕДО-

ВАНИЯ

1Л. Пути построения роботов, обеспечивающих большие перемещения

1.2. Общие принципы использования режимов свободных движений

1.3. Классификация импульсных двигателей и упоров

1.4. Упоры, принципы их действия и схемные решения

1.5. Импульсные двигатели, принципы их действия и схемные решения

1.6. Задачи исследования в диссертации
Выводы по главе 1
Глава 2. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ДИНАМИКИ МЕХАНИЗМОВ МАНИПУЛЯТОРОВ ПРИ ДВИЖЕНИЯХ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИМПУЛЬСОВ
2.1. Качественный анализ задач преобразования импульсов сил в параметры движения
2.2. Задачи определения скорости и приращения энергии при действии импульсного привода на простейшей модели
2.3. Импульсы в теоретической и аналитической механике
2.4. Схемы передачи импульсов, создаваемых импульсными двигателями
2.5. Задачи перемещения твердого тела под действием импульсов
2.6. Общая методика исследования движений, происходящих под действием импульсов, на математических моделях
Выводы по главе 2
Глава 3. РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ИМПУЛЬСНЫХ ДВИЖЕНИЙ
ЛЛОСКИХ МЕХАНИЗМОВ МАНИПУЛЯТОРОВ,

ВЫПОЛНЕННЫХ ПО ТИПОВЫМ СХЕМАМ

3.1. Импульсный режим манипулятора, работающего в прямоугольной системе координат
3.2. Импульсный режим манипулятора, работающего в полярной системе координат
3.3. Импульсный режим манипулятора, работающего в ангулярной 90 системе координат
3.4. Импульсный режим манипулятора с ориентирующими степеня- 111 ми подвижности
3.5. Задачи динамики при учете упругости элементов механизма 114 манипулятора и объекта при движении под действием импульсов
Выводы по главе 3
Заключение
Публикации автора по теме диссертации
Список литературы
Приложение

Введение
Актуальность темы диссертации. После подъема конца прошлого столетия отечественная, российская робототехника в настоящее время переживает тяжелый период. В СССР наиболее высокие темпы роста продукции роботостроения приходились на вторую половину семидесятых - первую половину восьмидесятых годов. Тогда темпы прироста выпуска промышленных роботов (ПР) были намного выше, чем для любой другой продукции отечественного машиностроения и выше, чем в других промышленно развитых странах. К 1985 году парк ПР в СССР составлял много десятков тысяч штук (по разным оценкам от 50 тысяч до 150 тысяч экземпляров), в 1986 году годовой выпуск ПР составлял 12 тысяч единиц и был выше, чем в любом из ведущих зарубежных государств (например, тогда в Японии годовой выпуск составлял 10 тысяч, а в США - 6 тысяч). Прогнозировалось, что к 2000 году во всем мире будет около 900 тысяч роботов, из них половина - в СССР. Однако дела сложились иначе.
Сведения о реальном положении дел на протяжении девяностых годов содержатся в обзорной статье П.Н. Белянина [16]. Еще до перехода к рыночной экономике внедрение ПР сильно отставало от их выпуска, спрос на них падал, вследствие чего в последующие годы, даже еще до развития кризиса народного хозяйства в России их стали выпускать меньше: в 1989 году - менее 5 тысяч, в 1990 году - менее 2 тысяч. Ведущие специалисты в области робототехники полагают, что, начиная с 1991-92 годов, в связи с всеобщим развалом народного хозяйства в нашей стране ПР вообще перестали выпускать. В настоящее время, когда отмечается рост промышленного производства, неясно, в какой мере это коснулось роботостроения, достоверные данные отсутствуют.
В тот же период в ведущих странах роботостроение продолжало интенсивно развиваться, темпы прироста годового выпуска в среднем были не ниже 15 %; по данным [15] к концу 1995 года мировой парк роботов превышал

сти после соударения на практике должна производиться тонкая настройка упоров подбором, по экспериментальному контролю получающихся результатов, поэтому использование более точных аналитических моделей не является необходимым.
Потеря энергии (в выражении (1.1) она определяется формально вводимым коэффициентом восстановления) при ударе не обязательно связывается с действием диссипативных сил; при упруго закрепленном упоре происходит перераспределение кинетической энергии между материальной точкой и массой упора, совершающей затем затухающие колебания. В результате этого энергия, передаваемая упруго закрепленной массе упора, в конечном счете, пропадает.
Известно, что коэффициенты трения /нестабильны и сильно зависят от состояния поверхностей, а коэффициент г тем стабильнее, чем он ближе к единице. Поэтому для высокой стабильности характеристик импульса желательно, чтобы вектор начальной скорости при соударении был направлен по нормали, а материалы давали хороший коэффициент восстановления. Поскольку коэффициент восстановления, близкий к единице, дают только жесткие материалы, естественно использовать для контактирующих поверхностей с необходимой поверхностной обработкой хорошие стали, причем достаточно большой должна быть масса, жестко соединенная с упором. Для значительного уменьшения касательной составляющей импульса элемент с меньшим радиусом кривизны может быть заменен подшипником качения, и тогда контакт будет осуществляться через его наружное кольцо.
Недостатком жесткого закрепления отражающего упора является то, что ударный импульс будет распространяться по несущей конструкции манипулятора. Для смягчения удара, передающегося на конструкцию, можно использовать упругое подвешивание массы, с которой жестко соединен отражательный упор. Однако это существенно усложняет конструкцию и, кроме того, чем меньше указанная масса, тем большую энергию передает ей и, еле-