Кинематика и динамика исполнительных механизмов манипуляционных роботов

Кинематика и динамика исполнительных механизмов манипуляционных роботов
А.Г. Лесков, К.В. Бажинова, Е.В. Селиверстова
  • Год:
    2017
  • Тип издания:
    Учебное пособие
  • Объем:
    104 стр. / 8.45 п.л
  • Формат:
    70x100/16
  • ISBN:
    978-5-7038-4752-7
  • Читать Online

Ключевые слова: звенья, инерционные коэффициенты, исполнительные механизмы, кинематические задачи, кинематические схемы, линейные координаты, манипуляторы, манипуляционные роботы, матрицы поворота, обобщенные координаты, обратная задача динамики, позиционные кинематические задачи, прямая задача динамики, системы координат, скорости звеньев, статическое равновесие, углы ориентации, уравнения движения, ускорения звеньев, элементарные повороты

Рассмотрены вопросы определения положения и ориентации звеньев манипуляционных роботов, нахождения параметров движения робота по известным значениям сил и моментов, которые развивают приводы, а также внешних сил и моментов. Представлены методы расчета прямой и обратной позиционных кинематических задач, прямой и обратной кинематических задач о скоростях звеньев манипулятора, прямой и обратной задач динамики исполнительного механизма. Приведены аналитическое решение задач кинематики для кинематической схемы промышленного робота Kawasaki FS020N и расчет инерционных коэффициентов для его звеньев.

Для студентов, обучающихся по специальности "Мехатроника и робототехника".

ОГЛАВЛЕНИЕ
I. Кинематика
1. Координаты и параметры
1.1. Описание и типы кинематических схем
1.2. Системы координат звеньев
1.3. Обобщенные координаты шарниров
1.4. Параметры
2. Матрицы поворота
2.1. Понятие матрицы поворота
2.2. Матрицы элементарных поворотов
2.3. Матрица композиции элементарных поворотов
2.4. Матрицы поворота, используемые при записи уравнений
2.5. Производные по времени матриц поворота, используемых при записи уравнений
3. Линейные координаты и углы ориентации звеньев
3.1. Линейные координаты звеньев
3.2. Углы ориентации звеньев относительно системы координат стойки
4. Прямая и обратная позиционные кинематические задачи
4.1. Прямая позиционная кинематическая задача
4.2. Обратная позиционная кинематическая задача
5. Угловые и линейные скорости звеньев
5.1. Угловые скорости звеньев
5.2. Понятие и свойства векторов cj(0) и cj(i)
5.3. Матрицы Якоби угловых скоростей звеньев
5.4. Линейные скорости звеньев
5.5. Понятие и свойства векторов Dij(0)V и Dij(0)ω
5.6. Понятие и свойства векторов Dij(i)V и Dij(i)ω
5.7. Матрица Якоби линейных скоростей звеньев
5.8. Матрица Якоби скоростей последнего звена
6. Кинематические задачи
6.1. Прямая кинематическая задача
6.2. Обратная кинематическая задача
7. Угловые и линейные ускорения звеньев
7.1. Угловые ускорения звеньев
7.2. Линейные ускорения звеньев
II. Динамика
8. Силы и моменты
8.1. Силы, действующие на звенья
8.2. Моменты, действующие на звенья
8.3. Силы и моменты, действующие вдоль осей шарниров
8.4. Силы и моменты, развиваемые приводами манипулятора. Обратная задача динамики
8.5. Уравнения статического равновесия
9. Уравнения движения. Прямая задача динамики
9.1. Получение уравнений движения
9.2. Матрица инерционных коэффициентов
9.3. Понятие и физический смысл вектора bi
9.4. Запись уравнений движения исполнительного механизма с использованием матриц преобразования между системами координат звеньев
Приложение 1. Пример решения прямой позиционной кинематической задачи
Приложение 2. Пример решения обратной позиционной кинематической задачи
Приложение 3. Пример решения прямой кинематической задачи об угловой скорости звеньев исполнительного механизма
Приложение 4. Пример решения прямой кинематической задачи о линейной скорости звеньев исполнительного механизма
Приложение 5. Пример расчета матрицы инерционных коэффициентов

Авторы работы: Лесков Алексей Георгиевич, Бажинова Ксения Владимировна, Селиверстова Елена Владимировна