URSS.ru Магазин научной книги
Id: 332375
599

Механизмы РОБОТОТЕХНИКИ:
Концепция развязок в кинематике, динамике и планировании движений. Изд. стереотип.

2025. 208 с.
  • Онлайн-книга

Аннотация

В книге излагается подход к решению задач кинематики и динамики управляемых механизмов с несколькими степенями свободы, каковыми, в частности, являются механизмы роботов. Суть подхода, названного развязкой, в поиске и реализации условий, при выполнении которых системы уравнений кинематики или динамики либо распадаются на независимые подсистемы уравнений меньшего порядка, либо приводят к выделению отдельных независимых подсистем.... (Подробнее)


Содержание
top
Введение6
Глава 1. Кинематика руки робота – механизма последовательной структуры12
1.1. Обобщенные координаты скелета руки. Матричные преобразования для определения положения звеньев пространственных механизмов12
1.2. Матрица Якоби J частных передаточных отношений. Связь элементов матрицы J с элементами матриц Mi–1,i15
1.3. Число степеней свободы захвата, его связь с числом степеней подвижности механизма. Понятие об индикаторной матрице18
1.4. Уменьшение числа степеней свободы захвата. Кинематические признаки наличия особых конфигураций скелета руки23
1.5. Кинематические признаки существования решения обратной задачи о положениях в явном виде28
1.6. Кинематика передач привода звеньев механической руки. Матрицы частных передаточных отношений цепей привода37
1.7. Компенсация кинематического взаимовлияния цепей привода звеньев механической руки41
1.8. Синтез механизмов компенсации для базовых моделей механических рук с приводами на основании43
1.9. Типовая схема руки с треугольной матрицей частных передаточных отношений цепей привода звеньев44
Глава 2. Кинематика робота – механизма параллельной структуры (МПС)48
2.1. Достижения в теории и практике МПС48
2.2. Два способа представления задач кинематики МПС51
2.3. Индикаторная матрица частных передаточных отношений МПС55
2.4. Способы снижения сложности уравнений кинематики МПС59
2.5. Алгоритм численного решения прямой задачи о положении МПС 3х2 с неполной групповой кинематической развязкой62
2.6. Синтез механизма параллельной структуры 3х2 с полной групповой кинематической развязкой69
Глава 3. Динамическая развязка движений механической руки робота79
3.1. Запись уравнений Лагранжа II рода механической руки79
3.2. Упрощенные динамические модели механических рук81
3.2.1. Простейшие «базовые» и упрощенные модели исполнительных механизмов роботов81
3.2.2. Модель усилительно-преобразовательного устройства (УПУ) на основе двигателя постоянного тока85
3.3. Концепция динамической развязки движений по степеням подвижности механической руки87
3.4. Условия цикличности и ортогональности обобщенных координат механической руки95
3.5. Примеры реализации динамической развязки в роботах103
Глава 4. Динамика цикловых роботов с рекуперацией механической энергии108
4.1. Анализ свойств и предельных возможностей привода цикловых роботов108
4.2. Методика выбора параметров электропривода робота с рекуперацией механической энергии. Оптимальная настройка привода113
4.3. Экспериментальная проверка динамической развязки на макете циклового робота с рекуперацией энергии118
4.4. Реализация эффекта рекуперации энергии в цикловых роботах125
Глава 5. Устойчивость модели регулятора при квантовании сигналов управления по времени129
5.1. Обеспечение качества автоматического регулирования129
5.2. Структура МСАР ПР с охватом механической руки контуром обратной связи131
5.3. Динамика и устойчивость модели регулятора при квантовании сигналов управления по времени136
5.4. Применение метода структурного синтеза нелинейных систем автоматического управления при создании системы регулирования промышленного робота144
5.5. Закон регулирования, обеспечивающий устойчивость при заданном периоде квантования сигналов управления по времени147
Глава 6. Программирование движений роботов с учетом динамических свойств исполнительных механизмов150
6.1. Программирование движений ПР и элементарные двигательные операции150
6.2. Необходимость учета динамических свойств ПР при программировании движений154
6.3. Особенности оптимального по быстродействию режима движения робота по заданной траектории159
6.4. Особенности оптимальных по быстродействию движений моделей роботов с циклическими обобщенными координатами при точечно-склерономном задании165
Глава 7. Программирование движений роботов по собственной траектории169
7.1. Декомпозиция задачи программирования движения роботов в соответствии с собственными динамическими свойствами их механизмов169
7.2. Общий алгоритм планирования траекторий движений роботов в соответствии с собственными динамическими свойствами моделей исполнительных механизмов172
7.2.1. Постановка задачи и выбор метода её решения172
7.2.2. Описание метода дифференцирования по параметру решения поставленной граничной задачи175
7.2.2. Обеспечение заданной точности решений граничной задачи178
7.2.3. Алгоритм решения граничной задачи180
7.3. Примеры решения задачи поиска собственной траектории движения руки робота между заданными позициями182
7.4. Программирование оптимального по быстродействию движения робота по собственной траектории189
Список литературы196

Об авторе
top
photoТывес Леонид Иосифович
Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Института машиноведения Российской академии наук (ИМАШ РАН). В 1960 г. окончил Московский станкоинструментальный институт. После трех лет работы конструктором в ЦПКО "Союзпроммеханизация" поступил в 1963 г. в аспирантуру Института машиноведения АН СССР (ныне ИМАШ РАН), в котором после защиты кандидатской диссертации в 1966 г. работает по настоящее время. Область научных интересов — теория машин и механизмов, колебания существенно нелинейных (виброударных) систем, робототехника и машины-автоматы. Автор и соавтор множества научных статей и изобретений по указанным направлениям. Автор книг "Механизмы робототехники: Концепция развязок в кинематике, динамике и планировании движений" (М.: URSS) и «Динамика виброударных моделей механизмов и рабочих процессов» (М.: URSS).