Разработка компьютерной динамической модели трехстепенного манипулятора - Курсовая работа

6.4 Грузоподъемность манипулятораКомпьютерное моделирование робототехнических систем имеет огромное значение в областях науки и техники. Огромное множество трудоемкой физической работы человека в настоящее время заменено роботами, а компьютерные устройства, системы компьютерной математики значительно облегчили громоздкие вычисления и преобразования, сведя их к минимуму. манипулятор виртуальный моделирование динамическийКомпьютерная динамическая модель робота-манипулятора будет построена в системе виртуального моделирования ADAMS/View. Adams широко применяется при разработке роботов, например создание модели прототипа промышленного манипулятора (Рис. В Adams можно смоделировать сложные многозвенные механизмы, например spine робота (Рис. Далее представлены еще примеры моделирования роботов в программе Adams: Модель мобильного робота MRVK-01 с механической рукой KV-01 (Рис. В данной модели были проведены эксперименты по взаимодействию робота с окружающим пространством, а также моделирование движения робота с грузом и без него в схвате при различных положениях механической руки [3].Моделирование играет ключевую роль в области роботостроения, потому что оно позволяет проводить эксперименты, которые в ином случае были бы дорогими и/или требовали больших затрат времени. Моделирование предоставляет возможность пробовать идеи в динамичных искусственных средах, собирая данные о стимулах-реакциях, чтобы определить качество системы управления.Разработать конструкцию трехстепенного робота-манипулятора, которая должна иметь: · Основание, поворачивающееся вокруг своей оси; · Два звена, имеющих длину по 20см с шарнирными соединениями; Построить компьютерную динамическую модель робота, с помощью которой определить: · Рабочую зону манипулятора;Новизна данной работы заключается в разработке компьютерной динамической модели робота-манипулятора уникальной конструкции в системе виртуального моделирования, которая предназначена для создания, тестирования и оптимизации работы моделей различных механизмов и конструкций.Перед разработкой компьютерной модели манипулятора необходимо составить его структурную кинематическую схему (Рис. На схеме указаны 1ое и 2ое звенья, которые поворачиваются на углы q1 и q2, основание, вокруг которого манипулятор поворачивается на угол q0, и схват, а также проставлены длины всех частей манипулятора. В этой кинематической схеме используются некоторые дополнительные звенья и элементы, которые образуют параллельный механизм, который позволяет схвату манипулятора оставаться всегда параллельно основанию независимо от того, на какие углы q1 и q2 повернуться звенья манипулятора.5.3) с учетом всех длин звеньев и размеров деталей, можно определить диапазоны углов поворотов звеньев робота относительно начального положения. Угол поворота основания q0: За поворот основания отвечает сервопривод SR430, диапазон его поворота составляет 1800. В конструкции робота нет препятствий, ограничивающих этот диапазон, следовательно робот будет поворачивать на ±900 относительно начального положения (Рис. Угол поворота 1го звена q1: За поворот 1го звена отвечает сервопривод DF15RMG с диапазоном поворота 1700. Конструкция робота позволяет максимально наклонить звено в одну сторону на 1050, значит на поворот в другую остается 650 (Рис.При построении были учтены все размеры из кинематической схемы (Рис. ADAMS/View предназначен для создания, тестирования и оптимизации работы моделей механизмов и конструкций, состоящих из абсолютно твердых тел и их соединений (шарниров, нитей, пружин и т.д.). Создание модели подразумевает описание всех ее характеристик: геометрических размеров, физических свойств, способов соединения подвижных и неподвижных частей, задание действующих сил и моментов, начального положения элементов модели и их скоростей. Этап тестирования модели включает в себя моделирование поведения частей модели под действием приложенных сил и заданных движений и выявление критических параметров, наиболее сильно влияющих на эффективность работы модели в целом. Построенная модель робота в Adams при входных данных: углы поворота, угловая скорость и масса звеньев, позволяет определить выходные данные: координаты положения звеньев в пространстве, силы, моменты, угловые ускорения действующие в сочленениях звеньев (Рис.При этом схват робота прошелся по контуру своей рабочей зоны. Координаты точек контура были сохранены, по которым потом построилась рабочая зона на координатной плоскости. Контур рабочей зоны показан на плоскости по с осями OXZ на рисунках 6.4 и 6.5, на плоскости с осями OXY на рисунках 6.6 и 6.7. Для большей наглядности была добавлена модель манипулятора на координатную плоскость с рабочей зоной (Рис. Чтобы лучше определить координаты крайних точек контура рабочей зоны были проставлены длины расстояний от осей OX и OZ, на которых точка с координатами 0;0 является точкой основания манипулятора (Рис.Нужно определить динамические характеристики в точках поворота звеньев манипулятора q0, q1, q2 (Рис.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Состояние рассматриваемого вопроса на текущий момент

2. Актуальность темы

3. Постановка задачи

4. Научная новизна

5. Кинематика манипулятора

5.1 Кинематическая схема манипулятора

5.2 Определение диапазонов углов поворотов звеньев

6. Динамическая модель манипулятора

6.1 Система виртуального моделирования Adams

6.2 Рабочая зона манипулятора