Разработка научных основ создания манипуляционных механизмов параллельной структуры для робототехнических систем предприятий текстильной и легкой промышленности

• Автор: Хейло, Сергей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 292 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Робототехника в текстильной и легкой промышленности и
перспективы использования механизмов параллельной структуры
1.1. Промышленные роботы и манипуляционные механизмы в системах технологического транспорта предприятий текстильной и легкой промышленности
1.2. Механизмы параллельной структуры
1.3. Практическое применение роботов параллельной структуры
1.4. Методы исследования механизмов параллельной структуры
1.5. Классификация механизмов параллельной структуры для
плоских, вращательных и поступательных движений
Выводы по главе
Глава 2. Структурно-параметрический синтез, кинематический анализ плоских манипуляционных механизмов параллельной структуры
2.1. Синтез плоских механизмов
2.2. Решение задачи о положениях
2.3. Решение задачи о скоростях
2.3.1. Решение задачи о скоростях методом винтового исчисления
2.3.3. Решение задачи о скоростях методом дифференцирования уравнений связей
2.4. Решение задачи по определению особых положений механизма
2.5. Определение рабочей зоны механизма
Выводы по главе
Глава 3. Синтез и анализ поступательно-направляющих манипуляционных механизмов параллельной структуры
3.1. Синтез поступательно-направляющих механизмов
3.2. Решение задачи о положении
3.3. Решение задач о скоростях и особых положениях
3.3.1. Решение задачи о скоростях на основе уравнений связей

3.3.2. Решение прямой задачи о скоростях методом винтового исчисления
3.3.3. Решение обратной задачи о скоростях методом винтового исчисления и определение особых положений
3.3.4. Решение задачи об ускорении
3.4.Кинематическая точность поступательно-направляющего
механизма
Выводы по главе
Глава 4. Синтез и анализ сферических механизмов параллельной
структуры
4.1. Синтез сферических механизмов
4.2. Решение задачи о положении
4.3. Решение задач о скоростях и особых положениях
4.3.1. Расчет скоростей механизма методом дифференцирования уравнений связи
4.3.2 Решение задачи о скоростях методом винтового исчисления
4.3.3 Решение задачи об особых положениях методом винтового исчисления
4.4. Решение задачи об ускорении
4.5.Кинематическая точность сферического механизма
Выводы по главе
Глава 5. Динамический анализ манипуляционных механизмов
параллельной структуры
5.1. Собственные частоты колебаний механизмов параллельной структуры
5.2. Частотный критерий особых положений
5.3. Нелинейные колебания манипуляционных механизмов
Вывод по главе
Глава 6. Управление механизмами параллельной структуры
6.1. Управление движением манипуляционных роботов по назначен-

ным траекториям на основе обратных задач динамики
6.2 Управление поступательно-направляющим механизмом
6.3. Управление сферическим механизмом
6.4. Управление механизмом при переходе через особое положение
Выводы по главе
Глава 7. Экспериментальная проверка работоспособности разработанных манипуляторов и перспективы их внедрения
7.1. Конструирование экспериментальных образцов
7.2. Экспериментальное исследование механизмов
7.3. Применения механизмов
Выводы по главе
Заключение
Список литературы Приложения

IUlaitjsvjjmu j ' -ч у

Рис. 1.24 Манипуляторы с четырьмя степенями свободы: а - манипулятор Рапнпва, б - манипулятор Анджелеса
Ряд манипуляторов с тремя и четырьмя степенями свободы были разработаны Г. Гогу [172]. В этой работе большое внимание уделено проблеме развязки движений в механизмах параллельной структуры. Движения в данных механизмах требуют согласованного действия целой группы приводов, что усложняет управление. Для решения вопроса были предложены разные решения. В частности, в манипуляторе Delta (с четырьмя степенями свободы) разделены поступательные и вращательное движения, в манипуляторе Paminsa с тремя кинематическими цепями вертикальное перемещение и уравновешивание веса выполняется одним приводом, а остальные приводы выполняют движения в плоскости. Развязка движений может быть осуществлена на основе использования шарнирных параллелограммов, обеспечивающих взаимные поступательные движения звеньев [89].
При синтезе механизмов с шестью степенями свободы проблема развязки приобретает особое значение. К. Миановски использовал подход, когда вращательные и поступательные двигатели установлены на основании с совмещением их осей (рис. 1.25) [210]. Таким образом, получены две схемы механизмов с тремя степенями свободы в каждом. Другим решением является манипулятор, предложенный И-Минг Ченом с соавторами [238]. В нем поступательные и вращательные