Файл: Моделирование, кинематическое и динамическое исследование и симуляция манипулятора с 5 степенями свободы.docx

Скачать файл (1,32Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.11.2023

Просмотров: 67

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Рис. 12. Настройка текстового файла

После запуска основного скрипта получаем координаты обобщенных сил (или моментов)

Рис. 13. Обобщенные силы или моменты в определенном положении
5.4 Прямая динамика

Нас интересует прямая динамика для имитации движения манипулятора, необходимого для получения максимально необходимого выходного крутящего момента привода. Зная крутящий момент, приложенный к приводам, мы можем найти угловое ускорение каждого привода. Затем это ускорение интегрируется по временному шагу для получения скоростей и положений.

Для решения прямой задачи динамики уравнение (38) примет следующий вид:

(43)

Значения обобщённой переменной и её производной вычисляются следующим образом:

(44)

(45)

где

– изменение времени.

6. Рабочее пространство

Решение прямой задачи о положении позволяет определить положение и ориентацию в пространстве схвата манипулятора, удерживаемого им инструмента или транспортируемого объекта при условии, что известны значения обобщенных координат манипулятора

. Эти значения могут изменяться в определенных пределах, которые обусловлены конструкцией механизма, или их специально назначают из соображений безопасности работы манипулятора:

Совокупность этих условий определяет область Sq изменения обобщенных координат. Поскольку каждому сочетанию обобщенных координат соответствует некоторое положение схвата (объекта манипулирования), области Sq изменения обобщенных координат соответствует некоторая область Sr в пространстве рабочей сцены, в которой может находиться схват. Эту область называют рабочим пространством манипулятора (а также рабочей зоной, зоной достижимости).

Ч

тобы нарисовать трехмерное рабочее пространство нашего робота-манипулятора, мы запускаем наш код MatLab, в котором мы определяем ограничивающие углы различных суставов.

Рис. 13. Рабочее пространство манипулятора

7. 3D-моделирование робота-манипулятора

Я

спроектировал манипулятора робота с помощью программного обеспечения для 3D-моделирования Solidworks. Манипулятор имеет 5 степеней свободы при соблюдении размеров таблицы 1. Для облегчения управления соединениями мы подключим сервоприводы. Для первых 3 осей, талии, плеча и локтя, мы использовали сервоприводы MG996R (черный), а для других 2 осей, поворота запястья и шага запястья, а также для захвата мы использовали микросервоприводы меньшего размера SG90 (синий).
Рис. 14. А Рис. 14. Б

На рисунках 14 А и Б показан робот-манипулятор с разных ракурсов.

Сервопривод (сервомашинка) состоит из двигателя постоянного тока и электроники, которая обеспечивает замкнутый контур для управления углом поворота вала двигателя. Управляющий сигнал для сервопривода подается в виде импульсов переменной ширины, соответствующих желаемому углу поворота. Для поддержания заданного положения сигнал должен быть периодическим с частотой от 50 до 100 Гц. Максимальное значение угла поворота может варьироваться в зависимости от модели сервопривода.
Заключение

В данной курсовой работе представлено моделирование, кинематическое и динамическое исследование робота-манипулятора с 5 степенями свободы. Мы уделяем больше внимания обратным точкам в кинематике и динамике, чтобы решить проблему во время моделирования. Кроме того, во время 3D-моделирования робота мы внедрили сервоприводы, которые будут разработаны в другой курсовой работе, в процесс системы управления.

Приложение

При разработке проекта, в дополнение к ранее упомянутым, также использовалось программное обеспечение Maple, пакет коммерческих математических приложений для общего пользования, который сочетает в себе язык программирования с интерфейсом, позволяющим пользователям писать математические формулы, используя традиционные математические обозначения. Это сделало численный и символьный расчет используемых матриц и уравнений более простым и быстрым.

Список используемой литературы

Яцун, С.Ф. Математическое моделирование плавающего робота / С.Ф.

Яцун, П.А. Безмен, Г.В. Климов, и др. // Управляемые вибрационные технологии и машины. Ч. 2. Курск: Курский государственный технический университет, 2010. – С. 265-269.