Исследование кинематики инновационной конструкции роботаманипулятора для высокоточного позиционирования

摘要

Актуальность исследования: разработанная инновационная конструкция робота-манипулятора, обладает высоким крутящим моментом и высокой точностью позиционирования. Разработка инженерной методики расчёта робота-манипулятора возможна только при исследовании движения всех его подвижных элементов. Для возможности задания траектории движения схвата, необходимо знать кинематические и динамические зависимости изменения точки в пространстве. Исследование кинематики манипуляторов является одним из важных этапов проектирования манипуляторов. На этом этапе производится стыковка геометрических характеристик проектируемых модулей и манипулятора в целом с рабочим пространством и рабочей зоной робота; определяются возможности манипулятора с точки зрения кинематики при выполнении тех или иных технологических операций; учитываются различные неблагоприятные факторы, например, упругая податливость элементов. Результаты данных исследований используют для корректировки конструкторских решений, принятых на предыдущих этапах проектирования. Кроме того, они необходимы в дальнейшем при проектировании системы управления робота, так как на их основе строится модель робота как объекта управления. Объект исследования: разработанная инновационная конструкция робота-манипулятора. Кинематика робота заключается в выражении зависимостей угловых скоростей и ускорений звеньев и прочих характеристик манипулятора от шага двигателя. Определение рабочей области манипулятора. Методы исследования: методы теории машин и механизмов, теоретической, прикладной механики и мехатроники. Результаты исследования. Получены зависимости кинематических и динамических характеристик робота от шага двигателя, тем самым создана база для задания необходимого положения схвата манипулятора. С помощью полученных математических выражений в будущем будет возможно решать прямую и обратную задачу кинематики позиционирования схвата разрабатываемого манипулятора.