Дослідження зміни зведеного моменту інерції дволанкового маніпулятора з кутовою системою координат
DOI:
https://doi.org/10.32347/gbdmm.2024.103.0101Ключові слова:
воланковий маніпулятор, кінетична енергія, зведений момент інерції, динамічна модель, рівняння рухуАнотація
Одна із проблем розвитку дволанкових маніпуляторів з кутовою системою координат є відсутність ефективних і універсальних систем управління, які здатні реалізовувати енергоємні режими руху. Це пов’язано з особливостями конструкції стрілової системи таких маніпуляторів та способами їхнього застосуванням. В процесі роботи маніпулятора в його системі приводу виникають значні динамічні навантаження, які створюють коливання механічної системи та зменшують точність виконання робіт. Система керування також повинна ефективно компенсувати такі динамічні коливання.
Для побудови контролерів управління маніпуляторами застосовують динамічні рівняння руху, які дозволяють враховувати різні особливості використання маніпуляторів. Такі математичні моделі обов’язково містять одну із характеристик у вигляді зведеного моменту інерції механічної системи, яка є важливою при розрахунку диференційних рівнянь та визначення кінематичних параметрів руху.
В даній статті визначено зведені моменти інерції стрілової системи дволанкового маніпулятора з кутовою системою координат. Було проведено дослідження та показано, що на характер зміни зведених моментів інерції впливають режими руху ланок стрілової системи.
Результати дослідження показали, що зведений момент інерції стрілової системи маніпулятора є змінною величино, яка не рівномірно змінюється при особливих умовах роботи машини.
Для визначення зведених моментів інерції було застосовано методику з приведення кінетичної енергії рухомої системи до приводного механізму. Це є актуальним, бо саме приводом в подальшому потрібно буде здійснювати регулювання нерівномірності руху ланок маніпулятора.
Дослідження було проведено для типового лінійного режиму руху та режиму руху зі зміною швидкості за параболічною траєкторією.
Посилання
Mishchuk, D., Boychenko, A. (2019). Devel-opment of the concept of control system work for plaster works based on neural net-work. Gіrnichі, budіvelnі, dorozhnі ta melіora-tivnі mashini, Nr.93, 46–60. https://doi.org/ 10.32347/gbdmm2019.93.0501.
Korobenko, Y., Mishchuk, D., Sankin, I. (2023). Research of relationships between the technical parameters of industrial manipula-tors. Gіrnichі, budіvelnі, dorozhnі ta melіora-tivnі mashini, Nr.102, 65–73. https://doi.org/ 10.32347/gbdmm.2023.102.0502.
Mishuk D. O. (2014). Kinematichnij analiz manipulyacijnoyi sistemi budivelnogo robota [Kinematic analysis of the manipulation sys-tem of a construction robot]. Vestnik Harkovskogo nacionalnogo avtomobilno-dorozhnogo universiteta, Vol. 65-66, 90-96. – (in Ukrainian).
Zhang X. Y., Zhang T. X., Cai Y. Q. (2024). Design and analysis of automatic opening and closing manipulator for ore crushing ball mill cover. Metalurgija, 63(3-4), 443-446.
Loveikin V. S., Romasevych Yu. O., Spodoba O. O., Loveikin A. V., Pochka K. I. (2020). Mathematical model of the dynamics change departure of the jib system manipulator with the simultaneous movement of its links. Strength of Materials and Theory of Struc-tures, Nr.104, 175-190.
Loveikin V., Mishchuk D. (2022). Analysis of the refined mathematical model of the manip-ulator boom system with an elastic base. Girnychi, budivelni, dorozhni ta melioratyvni mashyny [Mining, construction, road and me-lioration machines], Nr.99, 5-14.
Mora-Aquino, G., Rodríguez-Morales, A. L., López-Huerta, F., Elvira-Hernández, E. A., Herrera-May, A. L. (2024). Recent advances in bioinspired walking microbots: Design, manufacturing, and challenges. Sensors and Actuators A: Physical, 372.
Loveykin V., Mishchuk D. (2023). Optimal mode movement of the robot manipulator on an elastic base according to the criterion of the mean square value of the acceleration of the drive torque. Gіrnichі, budіvelnі, dorozhnі ta melіorativnі mashini, Nr.101, 11–20.
Duc D. N., Viet T. V. (2024). Adaptive syn-chronous sliding control for a robot manipula-tor based on neural networks and fuzzy logic. International Journal of Electrical and Com-puter Engineering, 14(3), 2377-2385.
Loveykin V. S., Mishchuk D. O., Mishchuk Ye. O. (2022). Optimization of manipulator's motion mode on elastic base according to the criteria of the minimum central square value of drive torque. Strength of Materials and The-ory of Structures, Issue 109. https://doi.org/ 10.32347/2410-2547.2022.109.403-415.
Loveykin V. S., Mishchuk, D. O., Ro-masevych, Y. O. (2023). The movement mode optimization of the manipulator on the elastic base according to the criterion of the mean square value of the rate of change of the drive torque. Opir materìalìv i teoria sporud [Strength of Materials and Theory of Struc-tures]. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2023.110. 457-468.
Voliyanuk V., Mishchuk D., Parkhomenko M. (2022). Modeling dynamic control model of a two-link crane-manipulator. Gіrnichі, budіv-elnі, dorozhnі ta melіorativnі mashini [Min-ing, construction, road and reclamation ma-chines], Nr.99, 15–19. https://doi.org/ 10.32347/gbdmm. 2022.99.0201
Mischuk D. Volianiuk V., Gorbatyuk Eu. (2019). Determination of geometric parameters of the manipulator according to the character-istics of the working environment. Girnichi, budivelni, dorozhni ta meliorativni mashini [Mining, construction, road and reclamation machines], Nr.94, 25-34. (in Ukrainian). https://doi.org/10.32347/gbdmm2019.94.0201
Volianiuk V., Mischuk D., Gorbatyuk Eu. (2022). Determination of dynamic loads in the crane lifting mechanism. Girnichi, budivelni, dorozhni ta meliorativni mashini [Mining, construction, road and reclamation machines], Nr.99, 15-25. (in Ukrainian).
Volianiuk V., Mischuk D., Gorbatyuk Eu. (2020). Determination of inertial loads of the rotary boom of a self-propelled crane. Girnichi, budivelni, dorozhni ta meliorativni mashini [Mining, construction, road and reclamation machines], Nr.96, 13-21. (in Ukrainian). https://doi.org/10.32347/gbdmm2020.96.0201
Loveykin V. S., Mischuk D. O. (2013). Opti-mization of the modes of changing the depar-ture of the manipulator with a hydraulic drive. Monograph, Kyiv, CP Komprint, 206. https://doi.org/10.26884/damu.m13opzvmg
Mishchuk D. O. (2017). Study of the dynam-ics of the boom manipulator mounted on an elastic sup-port. Girnychi, budivelni, dorozhni ta melioratyvni mashyny [Mining, construc-tion, road and melioration machines], Nr.90, 11-18.
Onose R., Sawada H. A (2024). Ball-jointed tendon-driven continuum robot with multi-directional operability for grasping objects. ROBOMECH Journal, 11(1), art. no. 4.
Hedberg E. (2020). Control, models and in-dustrial manipulators. LiU-Tryck, Linköping, Sweden, 1-68.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Yaroslav Korobenko, Dmytro Mishchuk, Іllja Sankіn
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Право авторства належить авторам статей. Невиключні права на першу публікацію матеріалів статті автори передають редакції журналу «Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини» на умовах угоди з авторами згідно ліцензії Creative Commons CC BY 4.0. При цьому авторри мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Запозичення матеріалів повністю або частково можливе з посиланням на вихідні дані журналу з обов'язковою вказівкою правовласника та імен авторів статей. При створенні на основі опублікованих у журналі статей нових матеріалів, цитуванні або перекладі фрагментів статей з метою їхнього цитування необхідно посилатися на першоджерела з дотриманням правил цитування.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- автори зберігають за собою авторські права на роботу та передають журналу право першої публікації разом із роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати цю роботу з обов'язковим зазначенням авторства цієї роботи та посиланням на оригінальну публікацію у цьому журналі.
- автори зберігають за собою право укладати окремі додаткові контрактні угоди на неексклюзивне розповсюдження версії роботи, опублікованої в цьому журналі (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
- авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховищі або на їхньому персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даним журналом, оскільки це може призвести до продуктивного обговорення, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивися The Effect of Open Access).
Дозвіл на повторне використання визначається наступною користувальницькою ліцензією:
- Creative Commons Attribution (CC BY 4.0): дає можливість іншим поширювати і копіювати статтю, створювати уривки, реферати та інші виправлені версії, адаптації або похідні роботи зі статті (наприклад, переклад) для включення в колективну роботу (наприклад, монографію), для пошуку тексту або даних в статті, навіть в комерційних цілях, за умови, що вони вказують автора (ів), не змінюють статтю в такий спосіб, щоб завдати шкоди честі або репутації автора.
