DOI: https://doi.org/10.32347/gbdmm2019.94.0201

Визначення геометричних параметрів маніпулятора за характеристиками робочого середовища

Dmitry Mishchuk, Eugene Gorbatyuk, Vladimir Volianiuk

Анотація


Застосування промислової робототехніки в будівництві висуває ряд жорстких і суперечливих вимог, зокрема, при високій швидкодії необхідно забезпечувати задану плавність руху та високу точність відпрацювання, а при мінімальних масі та габаритних розмірах виконавчих механізмів бажають отримувати найвищу продуктивність та ефективність функціонування робота. При цьому підвищення точності зазвичай пов’язано зі збільшенням маси і моментів інерції рухомих частин, а підвищення швидкодії досягається розміщенням потужних привідних механізмів на рухомих ланках роботів, що значно їх навантажує тим самим знижуючи корисне навантаження промислового робота.

Одним із ключових факторів ефективного застосування роботів є оптимальний підбір параметрів для виконання конкретного завдання, а це потребує додаткових досліджень оскільки наукових робіт де чітко відображаються взаємозв’язки між робочим середовищем та роботом немає. Для використання роботів у будівництві необхідно мати чітку модель розуміння функціонування даних систем в заданих технологічних умовах, позаяк на основі цього буде здійснюватися оптимальний підбір агрегатів та виконуватиметься конструювання основних вузлів та механізмів робота.

Метою даної роботи є встановлення впливу заданого робочого середовища на вибір геометричних параметрів дволанкового маніпулятора. В роботі представлено залежності за допомогою яких можна оцінити енергетичні показники маніпулятора, які залежатимуть від його геометричних розмірів.

В дослідженні було використано методи геометричної подібності та аналітичної алгебри, рівняння Лагранжа 2-го роду та відомі оптимальні закони руху, які є коректними для вантажопідйомних машин.

Ключові слова


маніпулятор; рівняння Лагранжа; синтез ланок маніпулятора; привідний момент маніпулятора; будівельний робот

Повний текст:

PDF

Посилання


Shagina E. S. (2014). Robotizaciya kak metod povysheniya bezopasnosti stroitelnogo proiz-vodstva [Robotization as a method of increasing the safety of building production]. Stroitel-stvo unikalnyh zdanij i sooruzhenij [The construction of unique buildings and structures], No.6(21), 129-136. https://readera.ru/14322126. – (in Russian).

Vaskovskij A. M. (2012). Stroitelnye roboty: realnost i perspektivy [Construction robots: reality and prospects]. Vestnik Moskovskogo avtomobilno-dorozhnogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta [Bulletin of the Moscow Automobile and Road State Technical University], No.2, 79-83. – (in Russian).

Vilman Yu. A., Stepanov M. A. (2006). Distancionno upravlyaemye manipulyatory [Remote-controlled manipulators]. Mehanizaciya stroitelstva [Construction mechani-zation], No.1, 3-8. – (in Russian).

Zhigalov K. Yu., Syunyaev Sh. I. (2013). Modeli dvizheniya stroitelnoj tehniki v procesah avtomatizacii stroitelstva obektov [Motion models of construction equipment in the processes of automation of construc-tion of facilities]. Aktualnye innovacionnye issledo-vaniya: nauka i praktika [Actual in-novative research: science and practice], No3, 5. – (in Russian).

Carra Gu., Argiolas Alf., Bellissima Ales., Niccolini M., Ragaglia M. (2018). Robotics in the construction industry: state of the art and future opportunities. 35th International Symposiumon Automation and Robotics in Construction (ISARC2018), July 2018, Ber-lin. https:// doi.org/10.22260/ISARC2018/0121.

Mantha Bharadwaj R. K., Carol C. Menassa, Vineet R. Kamat. (2018). Robotic data collection and simulation for evaluation of building retrofit performance. Automation in Construction, 92, 88-102. https://doi.org/10.1016/j.au-tcon.2018.03.026.

Vilman Yu. A. (1989). Osnovy robotizacii v stroitelstve [The basics of building automation], Moscow, Vysshaya shkola Publ., 271. – (in Russian).

Lelyanov B. N., Shelyanok E. A. (2011). Matematicheskaya model mnogosvyaznogo obekta tipa «robot-manipulyator» [Mathematical model of a multiply connected object of the type "robot manipulator"], Khabarovsk, Elektronnoe nauchnoe izdanie. Uchenye zametki TOGU, Vol.2, No.1, 10-15. – (in Russian).

Zablonskij K. I., Monashko N. T., Shecin B. M. (1989). Optimalnyj sintez shem manipu-latorov promyshlennyh robotov [Optimum synthesis schemes of manipulators of industrial robots], Kyiv, Tehnika Publ., 148. – (in Russian).

Kobrinskij A. A., Kobrinskij A. E. (1985). Manipulyacionnye sistemy robotov [Manipulation systems of robots], Moscow, Nauka Publ., 343. – (in Russian).

Lovejkіn V. S., Mіschuk D. A. (2012). Matematichne modeljuvannja zmіni vil'otu vantazhu manіpuljatorom z gіdroprivodom [Mathematical modeling of changes in cargo flight with hydraulic manipulator]. Gіrnichі, budіvelnі, dorozhnі ta melіorativnі mashini [Mining, construction, road and reclamation machines], No. 79, 9-15. – (in Ukrainian).

Lovejkіn V. S., Mіschuk D. A. (2010). Oblasti zberezhennya energovitrat u vantazhnih manipulyatorah na transportnih zasobah [Ways saving energy in cargo ma-nipulators in vehicles]. Gìrničì, budìvelnì, dorožnì ta melìorativnì mašini [Mining, constructional, road and melioration machines], No. 75, 37-42. – (in Ukrainian).

Dobrachev A. A., Raevskaya R. T., Shvets A. V. (2008). The study of the kine-matics of the work of the links of the manipulator in a generalized form. Forest engi-neering, No.3, 118-121.

Khasain A. A. A. (2002). The rational choice of the parameters of the links of the robot manipulator based on the analysis of static and dynamic characteristics. Abstract of the dissertation, St. Petersburg, 20.

Rongbo Zhao, Yong Guan, Zhenzhou Shao, Qianying Zhang, Guohui Wang. (2018). Inverse kinematic solution of 6R robot manipulators based on screw theory and the Paden-Kahan subproblem. International Journal of Advanced Robotic Systems, Vol.15, No.6, 11. https:// doi.org/10.1177/1729 881418818297

Mіschuk D., Voliyanuk V., Gorbatjuk E. (2017). The modul design of construction robot. Gìrničì, budìvelnì, dorožnì ta melìorativnì mašini [Mining, constructional, road and melioration machines], 89, 90-97. https://doi.org/ 10.26884/damu.a178913. – (in Ukrainian).

Mіschuk D. A., Gorbatjuk E. V., Teterjatnik A. A. (2014). Odnokіvshevij ek-skavator z prostorovo-orієntovanoju strіloju [Excavator with spatially oriented boom]. Zbіrnik naukovih prac' Ukraїns'koї derzhavnoї akademії zalіznichnogo transpor-tu [Scientific works the Ukrainian State Academy of Railway Transport], No. 148, 43-48. – (in Ukrainian).

Lovejkіn V. S., Mіschuk D. A. (2009). Viznachennja optimalnih rezhimіv ruhu manіpuljatora za proces pysku (galmuvannja) pіd chas roboti za odnoi z uzagalnenih koordinat [Determining the optimal modes of motion of the manipulator for process start (inhibition) while working for one of the generalized coordinates]. Gìrničì, budìvelnì, dorožnì ta melìorativnì mašini [Mining, constructional, road and me-lioration machines], No. 73, 35-42. – (in Ukrainian).

Mіschuk D. O. (2014). Kіnematichnij analіz manіpuljacіjnoї sistemi budіvelnogo robota [Kinematical analysis of the manipu-lation system of the construction work]. Vestnik Har'kovskogo nacionalnogo avtomobilno-dorozh-nogo universiteta [Bulletin of Kharkiv National Automobile High-way University], Vol.65-66, 90-96. – (in Ukrainian).

Mіschuk D. O., Lovejkіn V. S. (2013). Optimіzacіja rezhimu zmіni vil'otu manі-puljatora z gіdroprivodom. Monografіja [Optimization of the mode of change of depar-ture of the manipulator with a hydraulic drive. Monograph]. CP Komprint Publ., 206. https://doi.org/ 10.26884/damu.m13opzvmg. – (in Ukrainian).

Mіshuk D. A. (2015). Pidischeniya efectivnosti manipulatore za rahunok optimalnogo keruvaniya [Increasing efficiency manipula-tor by optimal control]. Gìrničì, budìvelnì, dorožnì ta melìorativnì mašini [Mining, con-structional, road and melioration machines], 85, 43-50. – (in Ukrainian).




Copyright (c) 2020 Dmitry Mishchuk, Eugene Gorbatyuk, Vladimir Volianiuk

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

_____________________________________________

Allukrainian collection of scientific works "Mining, constructional, road and melioration machines"

http://gbdmm.at.ua/