Разработка и исследование пространственного манипулятора параллельной структуры с тремя поступательными степенями свободы для робототехнических систем предприятий текстильной и лёгкой промышленности

• Автор: Ларюшкин, Павел Андреевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава
РОБОТОТЕХНИКА В СОВРЕМЕННОЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЁГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1.1. Промышленные роботы и манипуляторы в системах автоматизации на предприятиях текстильной и лёгкой промышленности
1.2. Манипуляционные механизмы параллельной структуры и перспективы их внедрения в текстильной и лёгкой промышленности
1.3. Основные задачи и методы разработки и исследования манипуляторов параллельной структуры
Выводы по главе
Глава
СИНТЕЗ И АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ, РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ О ПОЛОЖЕНИЯХ И МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ НОВОГО ПРОСТРАНСТВЕННОГО МАНИПУЛЯТОРА ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ С ТРЕМЯ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ
2.1. Структурный синтез и анализ механизма манипулятора..
2.2. Определение зависимостей (уравнений связи) между абсолютными и обобщенными координатами
2.3. Решение задачи о положениях
2.4. Исследование и моделирование рабочей зоны
и конфигурации звеньев манипулятора

Выводы по главе
Глава
ИССЛЕДОВАНИЕ СКОРОСТЕЙ И ОСОБЫХ
ПОЛОЖЕНИЙ МЕХАНИЗМА
3.1. Методы определения скоростей и исследования особых положений параллельных манипуляторов
3.2. Решение задачи о скоростях и исследование особых положений методом дифференцирования
уравнений связи с применением матрицы Якоби
3.3. Решение задачи о скоростях и исследование
особых положений с применением винтового исчисления
3.4. Численные примеры решения задачи о скоростях
и итерационное исследование особых положений
Выводы по главе
Глава
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ МЕХАНИЗМА
4.1. Задачи и методы исследования динамики
параллельных механизмов
4.2. Вывод уравнений динамики манипулятора с тремя поступательными степенями свободы
4.3. Численные примеры решения обратной задачи об ускорениях и обратной задачи динамики
механизма с тремя степенями свободы
Выводы по главе
Глава
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МАНИПУЛЯТОРА И

РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ОСНОВНЫМ
ЭТАПАМ ЕГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
5.1. Компьютерное моделирование работы манипулятора в системе MATLAB/Simulink и результаты
виртуальных экспериментов
5.2. Проверка работоспособности физической модели манипулятора
5.3. Рекомендации по основным этапам проектирования манипулятора
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

2. В последние три десятилетия происходит активная разработка и внедрение манипуляционных механизмов параллельной структуры в различных отраслях мировой и отечественной промышленности.
3. Для выполнения большинства транспортных и целого ряда технологических операций с полуфабрикатами и изделиями текстильной и лёгкой промышленности достаточно манипуляторов лишь с тремя поступательными степенями свободы. Параллельные манипуляторы данного класса компактнее, проще по конструкции и дешевле аналогичных механизмов последовательной структуры и механизмов параллельной структуры с большим числом степеней свободы, и поэтому находят всё более широкое применение в различных отраслях промышленности.
4. Анализ результатов исследований в области разработки таких манипуляторов показал, что одной из перспективных является кинематическая схема, обеспечивающая поступательное движение выходного звена по трем направлениям и использующая при этом три кинематические цепи, состоящие только из вращательных пар. Однако известные манипуляторы данной структуры [28, 80...83] имеют ряд недостатков: наличие в кинематических схемах параллелограммов или подвижных карданных шарниров, которые усложняет конструкцию и снижает её надёжность.
5. В связи с этим целью настоящего исследования является разработка новой конструкции манипулятора, которая обеспечит устранении отмеченных недостатков и повышение технической и эксплуатационной эффективности устройств манипулирования в пространстве по трем координатам.
6. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие типовые при разработке и исследовании манипуляторов параллельной структуры задачи: осуществить структурный синтез манипулятора, вывести его уравнения связи, на базе решения задачи о положениях определить параметры его рабочего пространства, выполнить кинематический анализ манипулятора и определить его особые положения, провести динамический анализ механизма.