Введение
1. Области применения и методы исследования параллельных и параллельно-последовательных манипуляторов 31
1.1. Погрузочные манипуляторы как объект роботизации 31
1.2. Манипуляторы параллельной структуры и их применение в робототехнических комплексах и технологических процессах 39
1.2.1. Промышленные грузоподъемные роботы и манипуляторы на основе параллельных механизмов 41
1.2.2. Комбинированные манипуляторы параллельной структуры 45
1.2.3. Дельта – манипуляторы 49
1.2.4. Применение манипуляторов-триподов в непроизводственных отраслях 51
1.2.5. Применение триподов в транспортных системах 52
1.3. Погрузочные манипуляторы параллельно-последовательной структуры на основе трипода 55
1.4. Методы исследования манипуляторов параллельной структуры 65
1.4.1 Особенности структурного строения, анализа и синтеза манипуляторов параллельной структуры 65
1.4.2. Кинематические параметры манипуляторов на базе трипода 76
Выводы по главе 80
2. Анализ и синтез манипуляторов параллельно последовательной структуры на базе триподов 82
2.1. Структурный анализ манипуляторов-триподов 82
2.2. Эволюция кинематических схем манипуляторов параллельно последовательной структуры на базе трипода 91
2.3. Структурный синтез механизмов параллельно-последовательных манипуляторов на базе трипода 109
2.3.1. Итерационный синтез механизмов манипуляторов 109
2.4. Итерационный синтез механизмов манипуляторов с ограничением границ поиска рациональных структурных схем 113
2.5. Оптимизационный синтез манипуляторов с дополнительными ограничениями области существования (задача условной оптимизации) 117
2.6. Геометрический синтез параллельно-последовательных манипуляторов 121
Выводы по главе 125
3. Задача позиционирования и планирования траекторий выходного звена манипулятора трипода на подвижном основании 127
3.1. Кинематика манипулятора-трипода на подвижном основании 127
3.2. Конфигурация зоны обслуживания манипулятора-трипода 131
3.3. Геометрико-статическая характеристика манипулятора-трипода 135
3.4. Кинематическая управляющая матрица 142
3.5. Планирование траекторий погрузочного манипулятора 144
3.6. Позиционирование манипулятора параллельно-последовательной структуры 148
3.7. Задача обеспечения требуемой траектории захвата манипулятора-трипода 156
3.8. Условия существования оптимальных траекторий в пределах зоны обслуживания 165
3.9. Реализация движения выходного звена манипулятора-трипода по заданным криволинейным траекториям 170
Выводы по главе 174
4. Динамический анализ манипуляторов параллельно последовательной структуры. синтез оптимальных законов управления приводами 176
4.1. Обоснование расчетной схемы манипулятора 176
4.1.1. Расчет приведенных масс 178
4.2. Уравнения движения трехмассовой модели манипулятора 181
4.3. Динамика привода с упругой самотормозящейся передачей 188
4.3.1. Дифференциальные уравнения привода с учетом податливости передаточного механизма 188
4.3.2. Условия отсутствия силового и динамического заклинивания 191
4.3.3. Устойчивость движения привода исполнительных звеньев манипулятора 193
4.3.4. Анализ динамических ошибок 195
4.4. Результаты численных экспериментов 197
4.5. Динамический синтез оптимальных законов перемещения исполнительных звеньев манипулятора 202
4.5.1. Постановка задачи 203
4.5.2. Синтез оптимальных программных усилий при заданной конечной конфигурации манипулятора 205
4.6. Синтез оптимальных программных усилий при неизвестной конфигурации манипулятора в конечный момент времени 212
4.7. Результаты численного моделирования движения захвата по заданным программным законам движения и
траекториям 215
Выводы по главе 221
5. Методы экспериментального исследования манипуляторов параллельной структуры 223
5.1 Архитектура системы управления 225
5.2. Схемная реализация централизованной системы управления манипуляторами 226
5.3. Схемная реализация распределенной системы управления манипуляторами 229
5.4. Программное обеспечение системы управления 234
5.5 Особенности системного программного обеспечения модулей нижнего уровня 237
5.6. Результаты численного и экспериментального моделирования 239
5.7. Идентификация параметров математической модели манипулятора 243
5.7.1.Динамика парциальных движений манипулятора 245
5.7.2. Динамика упругого привода манипулятора при перемещении одной дискретной массы 247
5.7.3. Динамика упругого привода манипулятора при перемещении двух дискретных масс 248
5.7.4. Результаты численных экспериментов парциальных движений 249
5.7.5. Определение собственных частот механизма привода манипулятора 256
5.7.6. Спектральный анализ экспериментальных результатов 259
Выводы по главе 260
Основные результаты и выводы 262
Список использованной литературы
