Динамика манипулятора

Некоторые вопросы динамики манипуляторов [c.337]

Как видно из схемы, механизм манипулятора образован из пространственной незамкнутой кинематической цепи. Звенья этой цепи по аналогии с рукой человека имеют названия О — корпус, 1 — плечо, 2 — предплечье, 3 — кисть или захват, —палец. Звено 4 при рассмотрении структуры, кинематики и динамики манипулятора объединяется со звеном 3. Поэтому считаем, что кинематическая цепь манипулятора, показанного на рис. 146, состоит из стойки (корпуса) и трех подвижных звеньев. Кинематическая пара 1—2 выполняется как вращательная, а пары 1—О и 2—3 — как сферические трехподвижные, причем они часто заменяются кинематическими соединениями, составленными из вращательных пар, оси которых пересекаются (см. табл. 2). Следовательно, рассматриваемый манипулятор имеет семь степеней свободы, так как число степеней свободы незамкнутой кинематической цепи равно сумме подвижностей кинематических пар. Захват в этом манипуляторе может занять любое положение в пространстве в пределах, определяемых конструктивными размерами звеньев. [c.262]

Сначала предполагалось, что параметрические возмущения отсутствуют, т. е. т = . Управление формировалось согласно формуле (5.12), где Tj = — 2/, Га = — /, / — единичная 3x3-матрица. Характер затухания динамической ошибки в процессе позиционирования представлен на рис. 5.1. Как видно из рисунка, динамические ошибки по каждой координате меняются одинаково, что соответствует диагональному виду матриц коэффициентов усиления Fi и Fj. В этом случае уравнение динамики манипулятора (5.1), (5.12) распадается на три независимых одинаковых линейных дифференциальных уравнения второго порядка по каждой обобщенной координате. Благодаря этому обеспечивается полная нейтрализация перекрестных связей в каналах управления. [c.145]

Управление динамикой перемещения манипулятора. Этот режим работы системы управления необходим для обеспечения высокой точности перемещения рабочего органа при высокой скорости движения манипулятора. Выбор того или иного алгоритма для управления динамикой манипулятора определяется устройством и характеристиками робота (типом привода, наличием обратной связи, зависимостью моментов инерции от положения рабочего органа и др.). [c.195]

При решении задач механики требуется учитывать основные параметры приводов, их влияние на динамику управляемых ими механизмов. Проблема разработки приводов и систем управления роботами, манипуляторами, шагающими и другими машинами является одной из важнейших в создании машин подобного типа. При решении этих проблем возникают вопросы создания систем с большой надежностью, оптимальными габаритами, малой инерционностью, обладающих широкими диапазонами скоростей. [c.12]

В последнее десятилетие возрос интерес к теории пространственных механизмов и в том числе к их динамике, так как эти механизмы находят все большее применение, в частности, в задачах, связанных с внедрением роботов и манипуляторов, в задачах стыковки космических объектов. В этой области разработаны методы описания движения пространственных механизмов с несколькими степенями свободы, их силовой анализ, решены некоторые задачи уравновешивания и колебаний этих систем. [c.16]

Развитие экспериментальной динамики подготовило условия для разработки и совершенствования методов контроля и диагностики автоматического оборудования, работающего в промышленности. Разработка методов технической диагностики применительно к машинам-автоматам, промышленным роботам и манипуляторам, двигателям, летательным аппаратам основана на выделении объективных критериев качества, определяющих работоспособность и одновременно признаки дефектных состояний механизмов. [c.17]

В дистанционно управляемых копирующих манипуляторах применяют обратимые следящие системы симметричного типа, состоящие из двух взаимосвязанных следящих систем, обеспечивающих активное отражение усилий вариант такой системы, наиболее простой, дан на рис. 11.19, а. При наличии нагрузки на исполнительном звене в виде момента М и движущемся или неподвижном звене управления сельсин на стороне нагрузки развивает момент а сельсин на стороне оператора — равный ему, но противоположный по знаку синхронизирующий момент Мц. В результате оператор ощущает внешнюю нагрузку от объекта манипулирования не только при движении, но и при неподвижном положении схвата манипулятора. Динамика таких систем весьма сложна, уравнения движения составляются и исследуются с помощью чисто механического аналога (динамической модели, рис. 11.19,6). Здесь учитывают внешнюю нагрузку в виде момента М,,, приведенные моменты инерции Vi, У2, /и масс механизмов, связанных с валом оператора, с валом нагрузки и самой нагрузки, угол рассогласования между осями сельсинов в виде некоторой расчетной жесткости с упругой передачи, зависимость динамических синхронизирующих моментов Мц, Мдо, развиваемых сельсинами при вращении, от скорости вра- [c.336]

Необходимость расширения раздела, в котором изучается динамика механизмов, и, в частности, колебательные процессы в машинах, вызывается не только появлением роботов и манипуляторов, но и возросшими требованиями к анализу и синтезу тяжелонагруженных и быстроходных современных машин. Однако во втузовских курсах дать достаточно полное изложение теории колебаний пока не представляется возможным из-за недостаточного объема учебных занятий. Только в университетских курсах удается дать решения задач динамического исследования механизмов с учетом колебательных процессов, так как эти курсы могут опираться на те сведения по теории колебаний, которые сообщаются в расширенном курсе общей механики, а иногда и в специальном курсе теории колебаний. [c.15]

В качестве примера можно рассмотреть динамику патентования в области оборудования для производства крупных поковок [43]. Были рассмотрены следующие направления патентования конструкции прессов конструкции ковочных манипуляторов системы управления прессами и манипуляторами. [c.211]

В сборнике приведены алгоритмы и программы исследования динамики механизмов с гидравлическими и пневматическими устройствами, цикловых и комбинированных механизмов, шагающих машин и манипуляторов. Даны решения задач анализа и синтеза с применением электронных цифровых вычислительных машин. [c.2]

Выражения (6.6) и (6.7) можно использовать в уравнениях динамики, в частности при анализе колебаний манипулятора, а также для диагностирования механизмов конструкции роботов модульного типа. [c.87]

Кинематическая схема манипулятора включает три вращательные пары. Конфигурация манипулятора определяется набором обобщенных координат q = <7j f= , а его динамика описывается уравнением вида (5,1), где и = — 3-мерный вектор уп- [c.144]

Управляемые движения манипулятора определялись путем численного интегрирования уравнений динамики (5.1) при заданных управляющих моментах. В качестве схемы интегрирования был принят метод Рунге-Кутта. Было проведено три серии экспериментов, относящихся к исследованию неадаптивных законов программного управления, описанных в п. 5.1, и адаптивных законов контурного и позиционного управления, предложенных в и. 5.2. В качестве алгоритмов адаптации использовались и моделировались дискретные локально оптимальные конечно-сходя- щиеся алгоритмы, рассмотренные в п. 3.6 и 3.7. [c.144]

Рассмотрим сначала экспериментальные результаты моделирования законов позиционного управления при наличии начальных и неизвестных параметрических возмущений. В этой серии экспериментов исследовались стабилизирующие законы управления вида (5.11). Обобщенные координаты манипулятора измерялись в радианах, время — в секундах, шаг интегрирования уравнений динамики равнялся 10 с. В качестве основных параметров манипулятора были взяты следующие длины и массы звеньев /, 0,4 м, /, 0,3 м, /з = 0,26 м, nil 10 кг, Шг = 7 кг, гПз — [c.144]

Объединяя уравнения динамики электрических приводов (5.37) с уравнениями движения манипулятора (5.1), получим полное описание динамики электромеханического робота в следующем виде [c.160]

Тимофеев А, В. Построение программных движений и управление роботом-манипулятором с учетом его кинематической избыточности и динамики// Автоматика. 1976, Л 1. С. 71—81. [c.329]

Пакет программ, реализующий адаптивные законы управления, имеет модульную структуру. Модель программатор рассчитывает программную траекторию qp и ее производные q , ijp в соответствии с алгоритмами, описанными в гл. 2, и подает их в модуль регулятор . Модуль, имитирующий работу информационно-измерительной системы, осуществляет интегрирование уравнений динамики манипулятора и формирование сигналов обратной связи q, q, которые подаются в модуль регулятор , а также сигнала ускорения ij, используемого в модуле эстиматор для оценки качества управления. При нарушении эстиматорных неравенств производится коррекция параметров закона управления с помощью того или иного алгоритма адаптации, который реализуется в модуле адаптатор . [c.144]

Адаптивная система управления таким роботом с силомомент-ным очувствлением достаточно сложна. При ее проектировании приходится учитывать не только динамику. манипулятора и системы приводов, но и осуществлять сложный пересчет действующих сил и моментов, измеряемых в системе координат захватного механизма, в соответствующие корректирующие воздействия в терминах программных движений или управляющих воздействий на приводы. Реализация такой адаптивной системы управления наталкивается на значительные технические трудности. [c.177]

При моделировании динамики манипулятора на ЭЦВМ составлена программа, структура которой позволяет исследовать дополнительно большой класс многозвенных механизмов. Это достигается модульностью программы. Каждый модуль алгоритма оформлен в виде АЛГОЛ-про-цедуры, допускается замена модулей, дополнение алгоритма и изменение его. [c.63]

Учебник огвечает современному состоянию науки о машинах и механизмах и соответствует программе, утвержденной Государственным комитетом СССР по народному образованию. Кроме традиционных раздеюв (теории структуры, кнпематикн, кинетостатики, динамики и синтеза механизмов) в учебник вошли вопросы теории машин-автоматов, роботов и манипуляторов, сведения об управлении машинами. [c.2]

В разделах кинематики и динамики механизмов рассматриваются пространственные механизмы промышленных роботов и манипуляторов. В разделе Основы теории машин-автоматов излагаются методы лостроения систем управления машин-автоматов с механическими, пневматическими и гидравлическими элементами. [c.391]

В учебнике изложены методы анализа и синтеза механизмов и машин. Во 2-е издание (1-е в И178) введен материал по теории колебаний и внброзащиты маип-ш аналитическому решению задач синтеза механизмов с псшош,ью ЭВЛ, теории. манипуляторов и построению систем уп1)авления машин-автоматов расширен раздел динамики машин. [c.2]

Динамика промышленных робртов. В отличие от копирующих манипуляторов с ручным приводом промышленные роботы представляют собой механическую сис[гему, в которой динамические нагрузки (нагрузки от сил инерции) могут быть значительными. Эти нагрузки определяются из решения системы уравнений движения. Для составления уравнений движения пространственного механизма с несколькими степенями свободы применяются два метода метод уравнений Лагранжа второго рода и кинетостатический метод. Поясним оба метода на примере простейшего промышленного робота с тремя степенями свободы при цилиндрической зоне обслуживания (рис. 149). [c.272]

В сборнике освещены вопросы применения аналоговой и цифровой вычислительной техники при решении разнообразных задач из области оптимального проелтирования машин, мбделиро-вания движения манипуляторов, оценки их точности, динамики пневматических систем управления, магистральных газовых редукторов, планетарных механизмов и моделирования процессов образования тонкостенных оболочек. [c.2]

В первой главе рассматриваются динамические модели машинных агрегатов и решаются некоторые задачи динамики не-упрап7[яемых машин. При этом особое внимание уделяется исследованию установившегося движения однодвигательной машины, переходных процессов в манипуляторах, а также взаимодей-стяпя колебательной системы машинного агрегата с двигателем ограпичеппой мощности. [c.6]

Исследование иеханизмов позиционирования машин-автоматов и автоматических манипуляторов. Нахапетян Е. Г.— Сб. Динамика и диагностирование механизмов позиционирования машин-автоматов . М., Наука , 1976. [c.93]

Моделирувщая программа "Динамика I" [ ], составленная согласно блок-схеме рис.2 позволяет исследовать манипуляторы с кинематическими парами 1-5 классов без ограничения на число степеней свободы. [c.6]

Исполнительные механизмы роботов представляют собой проотран- ственные системы со многими степенями свободы, В Овдаи с этим исследование динамики роботов и манипуляторов представляет значительные трудности. [c.11]

Представлены результаты моделирования на ЭВМ трех групп задач машиноведения. К первой из них относятся важные задачи автоматизации технологического проектирования деталей и узлов машин ко второй — расчеты динамики и оптимизация параметров механических и пневматических систем, включая зубчатые передачи, манипуляторы, оневмовиброопоры, пневмоприводы, электрические машины и, наконец, к третьей группе — задачи исследования точности измерений линейных и угловых величин. [c.2]

Рассмотрим такую задачу заданы начальная конфигурация манипулятора конечное, т. е. желаемое, положение G схвата /, т. е. конца последнего звена I2 манипулятора препятствие О. Необходимо перевести манипулятор из начального положения в конечное, не задев препятствия. Решение заключается в построении такого непрерывного семейства (или непрерывной цепи) конфигураций, задаваемого кривой в фазовом пространстве, которое бы удовлетворяло следующим условиям 1) начальная конфигурация цепи есть заданная конфигурация 2) схват / конечной конфигурации цепи совпадает с заданной точкой G 3) все конфигурации цепи принадлежат множеству nfp. Очевидные допущения при таком подходе состоят в игнорировании кинематики и динамики и рассмотрении лишь геометрии движения. Заметим, что при решении этой задачи с учетом динамики построенная цепь (или семейство цепей) конфигураций может явиться первым шагом на пути расчета динамической трактории движения. [c.60]

Одной из главных причин резкого ухудшения качества тради ционных систем числового программного управления (вплоть до полной потери работоспособности) являются разного рода внешние возмущения и непредсказуемы,й дрейф параметров, существенно влияющие на динамику робота и, в частности, на точность выпол нения технологических операций. Поэтому представляется целесообразным прежде всего оценить влияние указанных возмущений на качество программного управления. С этой целью рассмотрим динамическую модель манипулятора, описываемую векторным дифференциальным уравненнем Лагранжа вида [c.133]

Программные движения шасси и манипулятора поступают в систему серворегуляторов приводов исполнительных механизмов робота, цель которой заключается в том, чтобы обеспечить их фактическую отработку. Однако точное осуществление программных движений практически невозможно из-за наличия разного рода возмущений и неопределенностей, существенно влияющих на динамику робота. К ним относятся непредсказуемый дрейф параметров приводов и исполнительных механизмов, изменение нагрузки на шасси и т. п. Для компенсации этих возмущений и неопределенностей обычные законы стабилизации программных движений, реализуемые в серворегуляторах приводов, должны быть дополнены алгоритмами самонастройки. [c.212]

К манипуляторам любой конструкции, как и к любой другой машине, предъявляются два основных требования они должны работать точно и производительно. С точки зрения динамики машин эти требования обычно бывают противоречивы. Это в особенности относится к системам со сложной циклограммой, включающей большое число остановок, разбегов, выбегов, резкпх изменений скоростей и направлений движений. Именно таковы циклограммы движения промышленных роботов, реализующих технологические процессы загрузки заготовок в позиции обработки, перестановку, съем обрабываемых изделий. Сложные циклограммы приводят к тому, что периодический рен<им работы промышленного робота при последовательном выполнении ряда одинаковых циклов оказывается как бы составленным из набора переходных процессов, сопровождающихся возбуждением целых спектров дополнительных динамических явлений, могущих существенно влиять на точность и качество выполняемых операций. [c.55]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...