|
DOI: 10.14489/hb.2021.04.pp.009-017
Гебель Е. С., Гаврилина Л. В., Глазунов В. А., Ласточкин А. Б., Швец П. А.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИНТОВ-ГРАДИЕНТОВ И ВЗАИМНЫХ ВИНТОВ, ВЫВОДЯЩИХ L-КООРДИНАТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ИЗ ОСОБЫХ ПОЛОЖЕНИЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТОЧКАХ КРЕПЛЕНИЯ ПРИВОДОВ
(c. 9-17)
Аннотация. Рассмотрены особые положения (сингулярности) пространственных l-координатных механизмов. В начале представлено положение, в котором все оси l-координат пересекают ось ОХ. В этом случае есть кинематический винт, взаимный всем единичным винтам осей поступательных кинематических пар, этот взаимный кинематический винт совпадает с осью ОХ. Кроме того, найден кинематический винт-градиент, выводящий механизм из особого положения (сингулярности). При этом центры сферических шарниров основания расположены на плоскости z = –1. Центры сферических шарниров выходного звена расположены на разных расстояниях от плоскости ХОY. Затем все центры сферических шарниров выходного звена располагаются на плоскости z = 1. Кинематический винт-градиент при этом меняется. При изменениях положений плоскостей, на которых расположены центры сферических шарниров оснований и выходного звена кинематический винт-градиент больше не меняется.
Ключевые слова: механизм параллельной структуры; l-координатный механизм; особое положение; взаимный кинематический винт; винт-градиент, выводящий из особого положения.
Gebel E. S., Gavrilina L. V., Glazunov V. A., Lastochkin A. B., Shvets P. F.
DETERMINATION OF SCREWS-GRADIENTS AND MUTUAL SCREWS THAT BRING L-COORDINATE MECHANISMS OF A PARALLEL STRUCTURE OUT OF SPECIAL POSITIONS AT VARIOUS POINTS OF FASTENING OF DRIVES
(pp. 9-17)
Abstract. The article discusses the special configurations (singularities) of spatial l-coordinate mechanisms. At the beginning, the position is shown where all the l-coordinate axes intersect the OX axis. In this case, there is a twist, reciprocal to all unit screws of the axes of prismatic kinematic pairs, this reciprocal twist coincides with the OX axis. In addition, a twist-gradient was found, which brings the mechanism out of a special position (singularity). In this case, the centers of the spherical hinges of the base are located on the plane z = –1. The centers of the spherical hinges of the output link are located at different distances from the XOY plane. Then, all the centers of the spherical hinges of the output link are located on the plane z = 1. The twist-gradient changes in this case. When changing the positions of the planes on which the centers of the spherical hinges of the bases and the output link are located, the twist-gradient no longer changes.
Keywords: Mechanism of parallel structure; l-coordinate mechanism; Special position; Mutual kinematic screw; Screw-gradient; Leading out of the special position.
Е. С. Гебель (Омский государственный технический университет, Омск, Россия)
Л. В. Гаврилина, В. А. Глазунов, А. Б. Ласточкин, П. А. Швец (Институт машиноведения им. А. А. Благонравова Российской академии наук, Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
E. S. Gebel (Omsk State Technical University, Omsk, Russia)
L. V. Gavrilina, V. A. Glazunov, A. B. Lastochkin, P. F. Shvets (Mechanical Engineering Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Ганиев Р. Ф. Проблемы механики машин и технологий. Перспективы развития Института машиноведения им. А. А. Благонравова РАН. В 2-х частях. Ч. 1 // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2010. № 1. С. 3 – 20.
2. Ганиев Р. Ф. Проблемы механики машин и технологий. Перспективы развития Института машиноведения им. А. А. Благонравова РАН. В 2-х частях. Ч. 2 // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2010. № 3. С. 3 – 17.
3. Каляев И. А., Капустян С. Г. Групповое управление роботами: проблемы, решения // Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2011. № 12. С. 7 – 12.
4. Лопота А. В., Спасский Б. А. Robotics. A View of the Future // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. Т. 18, № 9. С. 612 – 615.
5. Воробьев Е. И. Осуществление заданного относительного движения двух твердых тел двуруким роботом // Механика твердого тела. 2018. № 2. С. 122 – 128.
6. Stewart D. A Platform with Six Degrees of Freedom // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. London. 1965. V. 180, Part 1, No. 15. P. 371.
7. Hunt K. Structural Kinematics of In-Parallel-Actuated Robot Arms // ASME. Journal of Mechanisms, Transmissions, and Automation in Design. 1983. V. 105. P. 705.
8. Глазунов В. А. Механизмы параллельной структуры и их применение: робототехнические, технологические, медицинские, обучающие системы. М.–Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2018. 1036 с.
9. Хейло С. В. Решение задачи кинематики сферического манипулятора параллельной структуры // Машиностроение и инженерное образование. 2010. № 4. С. 18 – 22.
10. Merlet J.-P. Singular Configurations of Parallel Manipulators and Grassman Geometry // Intern. J. Robotic Res. 1989. V. 8. No. 5. P. 45.
11. Gosselin C., Andjeles J. Singularity Analysis of Closed Loop Kinematic Chains // IEEE Trans. Rob. Res. 1990. V. 6(3). P. 281.
12. Глазунов В. А., Аракелян В., Брио С., Рашоян Г. В. Скоростные и силовые критерии близости к сингулярностям манипуляторов параллельной структуры // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2012. № 3. С. 10 – 17.
13. Алешин А. К., Глазунов В. А., Рашоян Г. В., Оффер Шаи. Анализ кинематических винтов, определяющих топологию сингулярных зон роботов параллельной структуры // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2016. № 4. С. 3 – 8.
14. Диментберг Ф. М. Теория винтов и ее приложения. М.: Наука, 1978. 328 с.
15. Гебель Е. С., Глазунов В. А. Определение взаимного соответствия кинематического винта выходного звена и винта-градиента в особом положении механизма параллельной структуры // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2017. № 7(688). С. 3 – 9.
16. Построение зоны сингулярности для одного вида механизмов параллельной структуры / Е. С. Гебель и др. // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2020. № 3. С. 4 – 10.
1. Ganiev R. F. (2010). Problems of mechanics of machines and technologies. Prospects for the development of the A. A. Blagonravov Institute of Mechanical Engineering of the Russian Academy of Sciences. In 2 parts. Part 1. Problemy mashinostroeniya i nadezhnosti mashin, (1), pp. 3 – 20. [in Russian language]
2. Ganiev R. F. (2010). Problems of mechanics of machines and technologies. Prospects for the development of the A. A. Blagonravov Institute of Mechanical Engineering of the Russian Academy of Sciences. In 2 parts. Part 2. Problemy mashinostroeniya i nadezhnosti mashin, (3), pp. 3 – 17. [in Russian language]
3. Kalyaev I. A., Kapustyan S. G. (2011). Group control of robots: problems, solutions. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Mashinostroenie, (12), pp. 7 – 12. [in Russian language]
4. Lopota A. V., Spasskiy B. A. (2017). Robotics. A View of the Future. Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie, Vol. 18, (9), pp. 612 – 615. [in Russian language]
5. Vorob'ev E. I. (2018). Implementation of a given relative motion of two rigid bodies by a two-handed robot. Mekhanika tverdogo tela, (2), pp. 122 – 128. [in Russian language]
6. Stewart D. (1965). A Platform with Six Degrees of Freedom. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Vol. 180, Part 1, 15. London.
7. Hunt K. (1983). Structural Kinematics of In-Parallel-Actuated Robot Arms. ASME. Journal of Mechanisms, Transmissions, and Automation in Design, Vol. 105.
8. Glazunov V. A. (2018). Parallel structure mechanisms and their application: robotic, technological, medical, educational systems. Moscow–Izhevsk: Institut komp'yuternyh issledovaniy. [in Russian language]
9. Heylo S. V. (2010). Solution of the kinematics problem for a spherical manipulator of parallel structure. Mashinostroenie i inzhenernoe obrazovanie, (4), pp. 18 – 22. [in Russian language]
10. Merlet J.-P. (1989). Singular Configurations of Parallel Manipulators and Grassman Geometry. International Journal of Robotics Research, Vol. 8, (5).
11. Gosselin C., Andjeles J. (1990). Singularity Analysis of Closed Loop Kinematic Chains. IEEE Transactions on Robotics Research, Vol. 6(3).
12. Glazunov V. A., Arakelyan V., Brio S., Rashoyan G. V. (2012). Velocity and Strength Criteria for Closeness to Singularities of Manipulators of Parallel Structure. Problemy mashinostroeniya i nadezhnosti mashin, (3), pp. 10 – 17. [in Russian language]
13. Aleshin A. K., Glazunov V. A., Rashoyan G. V., Offer Shai. (2016). Analysis of Kinematic Screws Determining the Topology of Singular Zones of Parallel Robots. Problemy mashinostroeniya i nadezhnosti mashin, (4), pp. 3 – 8. [in Russian language]
14. Dimentberg F. M. (1978). The theory of screws and its applications. Moscow: Nauka. [in Russian language]
15. Gebel' E. S., Glazunov V. A. (2017). Determination of the mutual correspondence of the kinematic screw of the output link and the screw-gradient in a special position of the parallel structure mechanism. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Mashinostroenie, 688(7), pp. 3 – 9. [in Russian language]
16. Gebel' E. S. et al. (2020). Construction of a singularity zone for one type of parallel structure mechanisms. Problemy mashinostroeniya i avtomatizatsii, (3), pp. 4 – 10. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 450 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/hb.2021.04.pp.009-017
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 450 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/hb.2021.04.pp.009-017
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»