Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние вопроса и задачи исследования 14
1.1. Манипуляторы как основа робототехнических систем 14
1.1.1. Машины для работы в экстремальных условиях 14
1.1.2. Манипуляторы типа "трипод" в технологических операциях 17
1.2. Манипулятор-трипод в составе мобильного робота 27
1.3. Конструктивное выполнение исполнительных звеньев манипулятора 30
1.4. Цель и задачи диссертационной работы 32
ГЛАВА 2. Аналитическое исследование манипулятора-трипода 33
2.1. Структурный анализ манипулятора с пятиподвижным сферическим шарнирным узлом и поступательными кинематическими парами V класса в исполнительных звеньях 34
2.2. Структурный анализ манипулятора с четырехподвижным шарнирным узлом 36
2.2.1. Манипулятор - трипод с двухподвижными поступательными кинематическими парами IV класса в исполнительных звеньях 36
2.2.2. Манипулятор - трипод с одноподвижными поступательными кинематическими парами V класса в исполнительных звеньях 37
2.3. Геометрический синтез манипулятора – трипода на поворотном основании 40
2.4. Определение зоны обслуживания манипулятора-трипода с четырьмя поступательными парами 45
2.4.1. Обратная задача кинематики манипулятора – трипода 45
2.4.2. Конфигурация зоны обслуживания манипулятора - трипода 48
2.5. Силовой анализ статических режимов работы манипулятора-трипода 52
2.6. Выводы по главе 2 59
ГЛАВА 3. Синтез законов перемещения захватного устройства манипулятора-трипода 61
3.1. Задача позиционирования манипулятора - трипода 61
3.2. Траекторная задача позиционирования схвата манипулятора-трипода 67
3.2.1. Движение схвата манипулятора-трипода по заранее неопределенной траектории при синусоидальном законе изменения ускорений штоков исполнительных звеньев 68
3.2.2. Движение схвата манипулятора-трипода по прямолинейной тректории 70
3.3. Метод расчёта программного перемещения рабочего органа манипулятора -
трипода из начального положения в конечное 74
3.3.1. Движение схвата по заранее неопределенной траектории при синусоидальном законе изменения ускорений штоков исполнительных звеньев..74
3.3.2. Движение схвата по прямолинейной траектории 77
3.4. Сравнительный анализ позиционирования схвата манипулятора-трипода по заранее неопределенной и по прямой траектории 80
3.5. Выводы по главе 3 85
ГЛАВА 4. Экспериментальное исследование макета манипулятора-трипода 87
4.1. Описание экспериментального макета манипулятора-трипода 87
4.2. Аппаратная реализация системы управления манипулятором 89
4.2.1. Подсистема управления манипулятором мобильного робота 89
4.2.2. Средства беспроводной связи с манипулятором 95
4.2.3. Подсистема беспроводной передачи данных 96
4.3. Разработка программного обеспечения управления приводами манипулятора 99
4.3.1. Программное обеспечение микроконтроллера мобильного робота 101
4.3.2. Программный модуль управления актуаторами манипулятора 103
4.3.2.1. Команда чтения параметров актуатора 105
4.3.2.2. Команда ручного управления актуаторами манипулятора 106
4.3.2.3. Команда движения до заданной позиции штока актуатора 108
4.3.2.4. Поток слежения за длинами актуаторов манипулятора 109
4.3.3. Программное обеспечение на компьютере верхнего уровня 110
4.4. Результаты экспериментального определения перемещения схвата манипулятора по заданным законам движения 112
4.5. Выводы по главе 4 115
Заключение 116
Литература 118
Приложение 133
