ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2012
44
УДК 681.5.015
С . Л . З е н к е в и ч , А . В . Н а з а р о в а
О МАКСИМАЛЬНЫХ УСКОРЕНИЯХ
СХВАТА МАНИПУЛЯТОРА
Рассмотрено решение задачи поиска максимального линейного уско-
рения схвата манипулятора с произвольной кинематической схемой.
Ускорения определяются для каждой допустимой конфигурации ма-
нипулятора, при этом учитываются ограничения, накладываемые на
скорости и ускорения, развиваемые в сочленениях. Для решения ис-
пользуются методы теории оптимального управления для дискрет-
ных систем.
E-mail:
zenkev@mx.bmstu.ru
,
avn@mx.bmstu.ru
Ключевые слова:
схват манипулятора, обобщенные координа-
ты, линейные ускорения, динамические системы, оптимальное
управление, кинематическая схема.
Задача поиска максимальных линейных ускорений схвата манипу-
лятора или некоторого объекта, тем или иным способом соединенного
со схватом, представляет значительный интерес. Одно из приложений,
где эта задача чрезвычайно важна – выполнение транспортных опера-
ций манипулятором, в схвате которого находится переносимый груз.
Напряжения, возникающие в конструкции в процессе движения, зави-
сят от многих факторов. Среди таковых определяющим, безусловно,
является ускорение, с которым перемещается схват или произвольно
выбранная точка (для линейных ускорений) твердого тела, неподвиж-
ная относительно схвата. Знание ускорений в этой точке позволяет
вычислить распределение линейных ускорений всех точек конструк-
ции, а также оценить возникающие в процессе движения напряжения в
элементах переносимой конструкции. В том случае, когда напряжения
превышают допустимые и, следовательно, могут привести к поломке
конструкции, соответствующее перемещение следует считать недопу-
стимым.
Задачи такого типа возникают, например, в автомобильной про-
мышленности при выполнении манипулятором транспортных опера-
ций по переносу тяжелых элементов конструкции автомобиля с ис-
пользованием специальных приспособлений. Эти приспособления
должны быть, с одной стороны, легкими, а с другой
−
обеспечивать
безопасную транспортировку элементов к сборочным позициям. При
этом следует иметь в виду, что производительность сборочного кон-
вейера напрямую связана со скоростью выполнения сборочной опе-
рации. Поэтому манипулятор должен двигаться настолько быстро,
насколько это возможно.