Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю. А.»

Институт машиностроения, материаловедения и транспорта

Кафедра «Техническая механика и мехатроника»

Практическая работа

по дисциплине

«Инжиниринг технических систем автоматизированных процессов»

тема:

«Моделирование работы манипулятора»

Выполнил:

Форма обучения: заочная________

Факультет: ИММТ_______________

Группа: б-АТППипу21___________

Номер зачетной книжки:212780___

ФИО студента:

Бура Чингиз Александрович

Вариант: 3______________________ Подпись Студента: _________

Проверил ФИО:

Виноградов Михаил Владимирович__

Отметка о зачете: _______________

Подпись преподавателя:_________

Саратов 2023

Задание 1. Прямая задача кинематики состоит в нахождении координат рабочего органа (x, y) по заданным L1, L2, 1, 2. L1 и L2 — это, соответственно, длины звеньев манипулятора; определены конструкцией манипулятора. 

У нас есть манипулятор, способный работать только в одной плоскости и имеющий два звена. Первое звено L1 закреплено на основании и повёрнут на угол 1, второе звено L2, крепится к концу первого звена и повёрнута относительно него на угол Q2. Рабочий орган манипулятора находится на конце второго звена.

Цель работы: ознакомление с основами проектирования конфигурации и алгоритмами управления движением антропоморфного манипулятора.

Задание:

1. 
   Решить прямую и обратную задачу кинематики.
   
2. 
   Графически изобразить положение звеньев манипулятора.
   
3. 
   Провести моделирование работы манипулятора на ЭВМ используя программу KRUG2.
   

№	Параметры		Углы		Координаты
	Л1	Л2	Q1	Q2	Х	У
3	20	20	20	30	55	20

---

Прямая задача кинематики

Прямая задача — это вычисление положения (X, Y) рабочего органа манипулятора по его кинематической схеме и заданной ориентации (1, 2) его звеньев ( — углы поворота).

У нас есть манипулятор, способный работать только в одной плоскости и имеющий два звена. Первое звено L1 закреплено на основании и повёрнуто на угол 1,второезвено L2, крепится к концу первого звена и повёрнуто относительно него на угол 2.Рабочий орган манипулятора находится на конце второго звена.

Прямая задача кинематики состоит в нахождении координат рабочего органа (x, y) по заданным L1, L2, 1, 2. L1 и L2 — это, соответственно, длины звеньев манипулятора; определены конструкцией манипулятора. 

Решение:

Здесь, мы имеем две системы отсчёта — первая, связанная с точкой крепления звена L1 — O, а вторая — с началом координат в точке крепления второго звена — A. Найдём смещение второй системы относительно первой(координаты точки A в системе отсчёта ХOУ):

Дано:

L1 = 20

L2 = 20

Q1 = 20

Q2 = 30

Решение:

Координаты первого звена:

6,8

18,6

Координаты второго звена:





Задание 2. Обратная задача — это вычисление углов (Q1, Q2) по заданному положению (X,Y) рабочего органа и опять же известной схеме его кинематики.

Обратная задача кинематики

Обратная задача — это вычисление углов (Q1, Q2) по заданному положению (X,Y) рабочего органа и опять же известной схеме его кинематики.

Здесь нужно найти такие углы Q1 и Q2, которые позволят манипулятору со звеньями L1 и L2 поместить рабочий орган в заданную точку (x,y).

---

Проведём прямую B, соединяющую начало координат O с заданной точкой (x, y). Необходимо, чтобы соблюдалось условие B<=L1+L2.Если это условие не соблюдается, необходимо изменить длину звеньев или конечную координату.

Используем те же условия, но теперь нужно найти такие углы Q1 и Q2, которые позволят манипулятору со звеньями L1 и L2 поместить рабочий орган в заданную точку (x,y)

Дано:

L1 = 20

L2 = 20

X = 20

Y = 30

Решение:

Проведём прямую B, соединяющую начало координат O с заданной точкой (x, y). Необходимо, чтобы соблюдалось условие B<=L1+L2

= +



B = 38

Условие B<=L1+L2 соблюдается, т.к. 38<22+31,4

q1 — угол между осью OX и прямой Bq2 — угол между прямой B и плечом L1отсюда:











Вывод: В процессе выполнения работы были приобретены навыки построения средств проектирования конфигурации и алгоритмами управления движением антропоморфного манипулятора. Расчет прямой и обратной кинематики.
Литература
1. Накано Э. Введение в робототехнику. - М. : Мир, 1988 -334 с.

2. Робототехника, учеб. пособие для вузов/ Под ред. И. М. Макарова. - М. : Высш. шк., 1986. - 176 с.

3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Прямая_кинематика

4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Инверсная_кинематика

5.http://ru.wikipedia.org/wiki/Принципиальная_кинематическая_схема

6. http://ru.wikipedia.org/wiki/Теорема_косинусов

7. http://ru.wikipedia.org/wiki/Тригонометрические_формулы

8. Robot Forward Kinematics

---

Смотрите также файлы

• Практических заданий по дисциплине информационные технологии в экономике.docx

• Международная обрзовательная корпорация.docx

• Абсолютизм в Западной Европе и в России.docx

• Тірі организмдерді рылысын, ызметін, дамуын, эволюциясын жне жер бетінде таралуын зерттейтін ылым саласы.docx

• 1. Тип и специализация предприятия и его размещение.doc