Кинематический синтез задающих устройств манипуляторов, согласующихся с движениями руки оператора

• Автор: Филиппов, Олег Александрович
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 c. : ил

Глава I. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
1.1. Обзор исследований
1.2. Цель и постановка задач
Глава 2. ЗОНА ОБСЛУЖИВАНИЯ РУКИ ОПЕРАТОРА И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ МНОГОСТЕПЕННЫХ ЗАДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ МАНИПУЛЯТОРОВ
2.1. Определение степени совпадения зон обслуживания
2.2. Кинематические схемы руки и задающих устройств манипуляторов для решения
прямой задачи кинематики
2.3. Синтез многостепенных задающих устройств манипуляторов
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ РУКИ
ОПЕРАТОРА, ДВИЖУЩЕЙСЯ СОВМЕСТНО С РУКОЯТКОЙ УПРАВЛЕНИЯ
3.1. Решение обратной задачи кинематики для кинематической схемы руки оператора
3.2. Определение относительных предельных положений звеньев руки
3.3. Управление рукояткой и коэффициент угловой подвижности для рукояток управления
3.4. Форма рукоятки и подвижность системы
рука - рукоятка

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ И ЗАВИСИМОСТЕЙ
4.1. Экспериментальное определение величин угловых перемещений руки оператора
совместно с рукояткой управления
4.2. Определение погрешности расчета степени совпадения зон обслуживания
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

В принятых ХХУ1 съездом КПСС пОсновных направлениях развития СССР на 1981 - 1985 г.г. и на период до 1990 г." отмечается необходимость значительного улучшения качества выпускаемых машин и оборудования и увеличение роста производительности труда на различных участках промышленного производства. Выполнение этой задачи связано с реализацией комплекса мероприятий, направленных на механизацию и автоматизацию производственных операций, технологических процессов. Быстрый рост объема работ, проводимых в экстремальных средах, и проблемы механизации погрузо-разгрузочных работ обусловили появление и распространение манипуляторов, в управлении которыми непрерывное участие принимает оператор. Однако производительность труда оператора при управлении манипулятором в настоящее время низка. Это связано с несколькими факторами, одним из которых является несогласованность некоторых кинематических характеристик движений руки оператора и задающего устройства. Несогласованность кинематических характеристик приводит к невозможности использования всего богатства движений руки, нарушению двигательных стереотипов оператора и его быстрой утомляемости. Актуальность задачи требует создания методики выбора кинематических параметров задающих устройств и определение оптимальных схем механизмов.
В исследованиях, которые необходимо провести с целью решения задачи согласования механических характеристик руки оператора и задающего устройства, существует ряд совершенно не разработанных вопросов. В немногих публикациях, посвящен-

Третье обстоятельство состоит в том, что в процессе работы оператор помещает кисть руки в ту зону пространства, которая находится непосредственно перед ним, то есть не использует подвижности руки полностью. С этим обстоятельством, а также с необходимостью действия в рамках технологической зоны обслуживания, связаны ограничения, наложенные на угловые обобщенные координаты плечевого сустава руки. Угол (рис. 2.2) меняется в пределах - 1,57 -0,78 рад, угол меняется в пределах 0 - 2,35 рад. Остальные углы имеют те же ограничения, что и в [21] . В комплексе такие ограничения соответствуют перемещениям руки, происходящим в зоне, расположенной непосредственно перед оператором, которая в данном случае принималась как технологическая.
Для вычисления на ЭВМ множества положений руки оператора была разработана программа расчета этих положений. Ее укрупненная блок--схема приведена на рис. 2.II.
Расчет положений начинается с задания граничных значений обобщенных координат. Граничные значения задаются с учетом величины технологической зоны обслуживания, с учетом перемещений оператора и других факторов, описанных выше.
Для определения множества положений руки необходимо организовать равномерный просмотр пространства обобщенных координат, однозначно определяющих положение кисти руки в пространстве. Вычисление производится с помощью коэффициентов, величины которых есть координаты точек, равномерно распределенных в единичном п -мерном кубе. Вычисление коэффициентов производится генератором ЛП^- последовательностей (рис. 2.II).
Следующим идет блок определения обобщенных координат,однозначно определяющих положение кисти. При вычислении множества векторов положений кисти обобщенными координатами являлись: линейное откло-