Файл: Минобрнауки россии федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет военмех.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 177
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Решение обратной задачи кинематики с помощью матрицы Якоби
Построение траектории движения схвата манипулятора на заданном участке
Расчёт механической части мехатронного модуля робота
Расчёт второго планетарного редуктора
Проверка рассчитанного механического преобразователя
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова»
(БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова)
| | | | | | ||||||||||||||
| Факультет | И | Заведующий кафедрой | | И8 | | |||||||||||||
| | индекс | | | индекс кафедры | | |||||||||||||
| Выпускающая кафедра | И8 | | | | | |||||||||||||
| | индекс | Фамилия И.О. | | подпись | ||||||||||||||
| Группа | И892 | «_____» | | 2023 г. | | |||||||||||||
| | номер группы | | | | | | | |||||||||||
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
ПО ПРОГРАММЕ БАКАЛАВРИАТА
| Авдонина Даниила Артёмовича | |
| Фамилия, имя, отчество обучающегося в родительном падеже | |
| На тему | Разработка сервисного робота космического назначения |
| | |
| | |
| Направление подготовки | 15.03.06 | | Мехатроника и робототехника | |
| | индекс направления | | полное наименование направления | |
| | | |||
| Профиль | | |||
| | наименование профиля | | ||
| | | | ||
| Консультант: | | | Руководитель: | | | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| если утвержден приказом | подпись | | | подпись | | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | | | | | | Жуков Ю. А. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ученая степень, ученое звание | Фамилия ИО | | ученая степень, ученое звание | Фамилия ИО | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| « » | | | | 20 | 23 | г. | | | « » | | | | 20 | 23 | г. | | ||||||||||||||||||||||||
| | | | Обучающийся: | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | | | | | | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | | | подпись | | Фамилия ИО | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | | | | | | « » | | | | | 20 | | г. | |||||||||||||||||||||||||||
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2023 г.
РЕФЕРАТ
Объём работы: 53 страницы, 16 рисунков, 9 таблиц, 16 источников.
Ключевые слова: ПРИВОД, КОСМИЧЕСКИЙ МАНИПУЛЯТОР, ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, РЕДУКТОР, КИНЕМАТИКА, МАТРИЦА ЯКОБИ.
Цель работы – выполнить проектировочный расчёт исполнительного органа сервисного робота-манипулятора космического назначения.
Объект разработки – сервисный робот-манипулятор космического назначения.
Область применения – космическая робототехника.
Оглавление
Содержание 4
Введение 6
1.1Функциональная схема РТК 15
1.2Кинематическая схема ИУ РТК 16
1.4Решение прямой задачи кинематики 18
1.5Решение обратной задачи кинематики с помощью матрицы Якоби 25
1.5.1Определение матрицы Якоби 25
1.5.2Реализация в Matlab 28
1.6Построение траектории движения схвата манипулятора на заданном участке 29
1.7Оценка допустимых кинематических погрешностей приводов 33
2Разработка электромеханического привода мехатронного модуля 34
2.1Синтез функциональной и кинематической схем мехатронного модуля робота 34
1.8Выбор электропривода 36
2Расчёт механической части мехатронного модуля робота 40
3.1Расчёт первого планетарного редуктора 40
2.4Расчёт второго планетарного редуктора 48
2.5Расчёт волнового редуктора 56
2.6Проверка рассчитанного механического преобразователя 61
3Заключение 62
Список использованных источников 63
Приложения 65
Приложение А 65
Содержание
Содержание 4
Введение 6
1.1Функциональная схема РТК 15
1.2Кинематическая схема ИУ РТК 16
1.4Решение прямой задачи кинематики 18
1.5Решение обратной задачи кинематики с помощью матрицы Якоби 25
1.5.1Определение матрицы Якоби 25
1.5.2Реализация в Matlab 28
1.6Построение траектории движения схвата манипулятора на заданном участке 29
1.7Оценка допустимых кинематических погрешностей приводов 33
2Разработка электромеханического привода мехатронного модуля 34
2.1Синтез функциональной и кинематической схем мехатронного модуля робота 34
1.8Выбор электропривода 36
2Расчёт механической части мехатронного модуля робота 40
3.1Расчёт первого планетарного редуктора 40
2.4Расчёт второго планетарного редуктора 48
2.5Расчёт волнового редуктора 56
2.6Проверка рассчитанного механического преобразователя 61
3Заключение 62
Список использованных источников 63
Приложения 65
Приложение А 65
Приложение В……………………………………………...……………….…66
Приложение Г……………………………………………...……………….…71
Приложение Е……………………………………………...……………….…72
Перечень принятых сокращений:
КА – космический аппарат
ВКР – выпускная квалификационная работа
ЗУ – задающее устройство
СУ – система управления
ИУ РТК – исполнительное устройство робототехнического комплекса, т.е. манипулятор
ОУ – объект управления
ДС ИУ РТК – датчики состояния исполнительного устройства робототехнического комплекса
ДС ОС – датчики состояния окружающей среды
ДСОУ – датчики состояния объекта управления
ЭМП – электромеханический преобразователь, т.е. электродвигатель
МП – механический преобразователь, т.е. редуктор
ДС ЭМП – датчики состояния электромеханического преобразователя
ММ – мехатронный модуль
ГП – гибкий подшипник
ИД – исполнительный двигатель
ДХ-параметры – параметры Денавита-Хартенберга
Введение
В современном мире робототехника является одним из ключевых направлений развития технологий, она затрагивает сферы деятельности человека, в том числе и освоение космического пространства. Космическая робототехника сильно отличается от всех остальных областей данного направления из-за экстремальных и уникальных условий работы, в которых необходимо эффективно решать сложные задачи.
Разработка и применение объектов космической робототехники сопряжена с большим количеством усложняющих факторов, среди которых основным является затрудненность полномасштабной наземной отработки. Также стоит отметить, что данное направление инженерно-конструкторской деятельности имеет широкий спектр вопросов, требующих дополнительных теоретических и экспериментальных исследований.
В ряду перспективных задач, подлежащих автоматизации робототехническими средствами, следует прежде всего выделить проблему орбитального монтажа космических объектов, подразумевающую как транспортировку к месту сборки фрагментов монтируемых конструкций, так и автоматизацию собственно сборочных операций, а также проблему орбитального сервисного обслуживания, объединяющую задачи инспекции технического состояния обслуживаемых космических объектов, роботизированной поддержки деятельности человека в космическом пространстве, замены функциональных блоков КА, дозаправки КА на орбите, перемещения КА в пределах орбиты и между орбитами, уборки космического мусора. Разнородность перечисленных задач подразумевает использование различных конструкций роботизированных устройств [1].