Аналіз областей застосування та технічних рішень до побудови систем керування маніпуляторами. Виведення рівнянь, які описують маніпулятор як виконавчий об’єкт керування. Зв’язок значень кутів акселерометра з формуванням сигналів управління маніпулятором.
Маніпулятор - механічний аналог руки людини, був створений, щоб замінити людину в небезпечних і шкідливих для неї умовах, таких як, загазовані приміщення, середовища з високим рівнем радіації або вакуумі, а також в цілях поліпшення виконання важкої праці на підприємствах та інші. З самого початку роботи над відтворенням механічного аналога руки людини інженери робототехніки почали шукати спосіб, який би дозволив їй виконувати ту ж роботу і з тією ж точністю, що і людина. Створення алгоритмів виконання заданих дій для маніпуляторів дозволило застосовувати їх на виробництвах, для заміни людини при виконанні одноманітної і монотонної роботи, в складальних цехах і на конвеєрах. Однак автоматика не дозволила застосовувати маніпулятори у тих випадках, де необхідно приймати інтелектуальні рішення. Зявилась потреба в системах керування, які б дозволяли безпосередньо людині управляти маніпулятором.Супервізорним засобом керування роботом називають систему керування, при якій оператор обирає для виконання одну за одною заздалегідь укладених в память робота типових операцій, забезпечуючи таким чином виконання певної заданої складної роботи. Після отримання певного завдання, робот може повідомити про нездійсненність якоїсь операції із зазначенням причин, може запитати у оператора відсутню для його виконання інформацію або будь-які уточнення, повідомити про виникнення несправності і т. п. До першого варіанту, коли людське управління являється кращим за автоматику, відносяться операції, які людина робить швидше, якісніше і дешевше, хоча вони цілком піддаються роботизації, або особливо відповідальні операції, які людина не може довірити автомату (деякі операції в космосі, під водою в екстремальних ситуаціях). Необхідність більшого видалення оператора від небезпечних зон, що виникають при аварійних ситуаціях та екстремальних умовах експлуатації, збільшення вантажопідйомності маніпулятора і зниження стомлюваності оператора призвела до створення в повному розумінні дистанційно керованих маніпуляторів. У звязку з цим для управління поворотом використовується, як правило, управління по швидкості і лише в особливих випадках можливе введення додаткового механізму повороту з сервоприводом, управління яким здійснюється від пристрою, що задає, керуючого і рухом інших ланок маніпулятора.Поставлена задача розробити систему копіюючого маніпулятору з використанням трьохосьових акселерометрів. Для розробки системи необхідно: - вивести формули та рівняння що описують механічний маніпулятор як обєкт керування; визначити звязки між кутами положення ланок маніпулятору і кутами що міряють акселерометри; провести порівняльний аналіз акселерометрів і встановити оптимальні характеристики для використання в системі керування.Маніпулятор - механізм для управління просторовим положенням знарядь і обєктів праці і конструкційних вузлів та елементів. Маніпулятори включають в себе рухомі ланки, що забезпечують кутові переміщення, та ланки, що забезпечують поступальну ходу. Область дії маніпуляційної системи та ступінь рухливості робота визначає взаємне розташування та поєднання ланок маніпулятора. В маніпуляторах можуть використовуватися електричні, гідравлічні або пневматичні приводи для забезпечення руху його ланок. Для ланки a1 кінетична і потенційна енергія: Для ланки а2 ми маємо: IMG_6228821a-97a1-413b-be8c-cf22e0eebddeАкселерометром називають пристрій, який реагує на прискорення, статичне або динамічне, виникаюче під дією сили, яка прискорює датчик, наприклад, внаслідок дії гравітації. При впливі прискорення на рухливу пластину акселерометра масою m сили F = ma виникає зміщення х, яке пропорційне прискоренню: IMG_1ca40c1f-9336-4379-bba4-5ea220d45c5f де ? - жорсткість підвісу, а - прискорення зсуву сенсора, ?0 - власна частота коливань сенсора, яка визначає чутливість механічної частини. Найважливішими параметрами акселерометра є чутливість S, що виражається як відношення сигналу в вольтах до прискорення: IMG_8ddaaf55-07d2-499f-8423-49388ca05eff діапазон вимірюваних прискорень, нелінійність, шуми що обмежують поріг дозволу пристрою, температурний дрейф нуля (зсуву) та чутливості, які впливають на точність визначення прискорення. Поріг чутливості акселерометра є постійна величина, отже для інклінометра він повинен змінюватися подібно до його чутливості: найкраще значення в районі кута нахилу від 0° і найгірше при 90є. Значення прискорення виміряний акселерометром по осі X буде пропорційно синусу кута нахилу, а значення прискорення виміряний акселерометром по осі Y - косинусу кута нахилу.Зміни кутів повороту ланок фіксуються акселерометрами, які, через буферні пристрої, передають отримані значення до центрального модуля. Маніпулятор, прийнявши команду, виконує поворот відповідним двигуном на необхідний кут, після чого відправляє на ПК підтвердження, про виконання команди. Прийнявши команду на поворот, маніпулятор виконує поворот до того моменту, коли акселерометр не видасть відповідне значення кута. Було вирішено вибрати декілька типів акселерометрі
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
