Разработка механизма параллельной структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным отношением при осуществлении вращательных движений
Введение
Глава 1. Обзор литературы и постановка задачи исследования
1.1. Механизмы параллельной структуры с кинематической развязкой 10
1.2. Сферические механизмы как часть робототехнических систем
параллельной структуры
1.3. Особые положения в механизмах параллельной структуры
Глава 2. Структурный синтез и анализ механизма с шестью степенями свободы и
тремя кинематическими цепями
2.1. Структурный синтез и анализ механизма
2.2. Разработка 3D модели механизма с шестью степенями свободы
Глава 3. Кинематический анализ механизма с шестью степенями свободы и тремя
кинематическими цепями
3.1. Решение обратной задачи о положениях относительно
поступательных передвижений механизма
3.2. Решение обратной задачи о положениях относительно вращений
выходного звена механизма
3.3. Численные примеры решения обратной задачи о положениях
3.4. Определение рабочей зоны механизма
Глава 4. Решение задачи о скоростях и динамический анализ
4.1. Решение задачи о скоростях
4.2. Динамический анализ
Глава 5. Оценка влияния трения. Разработка действующей модели.
5.1. Оценка влияния трения в кинематических парах
5.2. Разработка действующей модели
Заключение
Список использованной литературы
Во введении представлена общая характеристика работы, обоснована
актуальность темы исследования, сформулированы цели и задачи работы, отмечена научная новизна и положения, выносимые на защиту. Представлены сведения об апробации, теоретической и практической значимости работы.
Первая глава содержит обзор механизмов параллельной структуры с кинематической развязкой, сферических механизмов, рассмотрены особые положения в этих устройствах.
Синтез и анализ механизмов параллельной структуры основан на классических подходах, изложенных в работах И.И. Артоболевского, А.П. Бессонова, Н.Г. Бруевича, Е.И. Воробьева, Р.Ф. Ганиева, В.О. Кононенко, Ф.М. Диментберга, И.И. Вульфсона, В.В. Добровольского, Н.С. Давиташвили, М.З. Коловского, К.В. Фролова, А.Ш. Колискора, А.Ф. Крайнева, П.А. Лебедева, Н.И. Левитского, П.Г. Мудрова, Э.Е. Пейсаха, Б. Росса, Ю.Л. Саркисяна, Р.Б. Статникова и И.М. Соболя, Г. Гогу, Д. Эрве, К. Ханта, К. Конга и К. Гослена, К. Сугимото, К. Вольхарта, Д. Бейкера, В.Е. Гауфа, Д. Стюарта и др.
Важные научные результаты в области робототехнических систем раскрыты в работах П.Н. Белянина, М. Вукобратович, А.Е. и А.А. Кобринских, В.В. Козлова, А.В. Тимофеева, Е.И. Юревича, А.И., Корендясева, Б.Л., Саламандры, Л.И. Тывеса, Р. Пола, Е.П. Попова, А.Ф. Верещагина, С.П. Зенкевича, А.В. Тимофеева, Ф.Л. Черноусько, Н.Н. Болотника, В.Г. Градецкого, М. Шахинпура, А.В. Каляева и И.А. Каляева, Д. Крэйга, К. Мавроидиса, Б. Росса, Дж. Анджелеса и др.
Вопросы, касающиеся кинематической развязки в механизмах параллельной структуры, раскрыты в работах К. Миановского, И Минг Чена, В. Аркеляна, С. Брио, В.А. Глазунова, Дж. Анджелеса.
Одним из недостатков механизмов параллельной структуры является наличие особых положений, при которых возможны движения выходного звена, не связанные с движениями в приводах. Это обстоятельство снижает функциональные возможности механизмов этого класса.
Исходя из изложенного тема данной работы представляется актуальной.
Вторая глава посвящена структурному синтезу и анализу механизма параллельной структуры, с шестью степенями свободы, кинематической развязкой поступательных и вращательных движений, постоянным передаточным отношением относительно вращений выходного звена и не имеющего особых положений.
За основу позиционирующей части механизма был взят механизм параллельной структуры типа delta, имеющий три степени свободы. Для обеспечения данного механизма возможностью передавать вращательные движения на выходное звено в каждой кинематической цепи были заменены два сферических шарнира одного из параллельно идущих прямолинейных валов шарнирного параллелограмма на двуподвижные карданные шарниры. Данная процедура обеспечила возможность передачи данными кинематическими цепями вращательного движения (Рис. 1)
Рисунок 1.
Данный механизм обладает свойством кинематической развязки
поступательных и вращательных движений, а именно поступательные движения не имеют взаимосвязи с вращательными движениями.
За основу ориентирующей части синтезируемого механизма параллельной структуры был взят двуподвижный дифференциальный механизм с применением конических зубчатых колес. В качестве выходного звена принято коническое зубчатое колесо, насаженное на поворотную втулку, закрепленную на Т-образном звене. Передача вращательных движений выходному звену обеспечивается за счет двух промежуточных двойных конических зубчатых колес, размещенных на Т-образном звене и сопряженных с выходным звеном.
Совместное действие двух входных конических зубчатых колес обеспечивает выходному звену возможность вращения вокруг своей оси или вокруг оси, проходящей перпендикулярно собственной оси выходного звена (Рис. 2).
Рисунок 2.
Синтезированный ориентирующий механизм обладает свойством
постоянного передаточного отношения и не имеет особых положений, это дает преимущество по отношению к другим механизмам параллельной структуры, а также открывает более широкие возможности применения данного механизма в хирургии и космосе.
Для передачи вращательных движений от карданных шарниров на ориентирующий механизма с коническими зубчатыми колесами нужен передаточный механизм с цилиндрическими зубчатыми колесами и тремя осями, одна из которых неподвижна, а две другие подвижны (Рис. 3).
Рисунок 3.
Определим число степеней свободы, разбив синтезированный механизм на
три независимых механизма параллельной структуры (Рис. 4).
Рисунок 4.
Первая часть механизма определяет линейные перемещения он
подчиняется формуле П.О. Сомова и А.П. Малышева и имеет три степени свободы.
Вторая часть механизма, а именно передаточный механизм, передающий вращение, состоит из восьми звеньев, семь их которых являются подвижными. Он подчиняется формуле П.Л. Чебышева и имеет три степени свободы (Валы могут быть расположены не в одной плоскости). В данном случае все три степени свободы «отвечают» за вращения каждой кинематической цепи вокруг собственной оси.
Третья часть механизма, соответствующая передаче вращательных движений всех соединительных кинематических цепей на выходное звено, состоит из семи элементов, шесть из которых являются подвижными. В данном случае определение числа степеней свободы проводится по формуле И. И. Артоболевского, соответствующий сферическим движениям. Эта часть механизма имеет две степени свободы, однако основание данного механизма является одним из выходных звеньев второй части механизма и имеет одну степень свободы, соответствующую вращению.
Таким образом, в случае объединения всех трех указанных частей механизма получаем шесть степеней свободы, три из которых являются поступательными, а три – вращательными.
Механизм параллельной структуры с кинематической развязкой и постоянными передаточными отношениями между приводами и выходным звеном при осуществлении вращательных движений получен за счет объединения пространственного рычажного механизма, содержащего карданные шарниры, а также плоского и сферического зубчатых механизмов, содержащих подвижные оси, при этом механизм не имеет особых положений.
На рисунке 5 представлена 3D модель синтезированного механизма.
Рисунок 5.
Третья глава посвящена кинематическому анализу механизма
параллельной структуры с шестью степенями свободы, кинематической развязкой поступательных и вращательных движений, постоянным передаточным отношением относительно вращений выходного звена и не имеющего особых положений.
Для решения обратной задачи о положениях необходимо задать положение и ориентацию выходного звена в пространстве, в данном случае положение задается координатами центральной точки D выходного звена, а ориентация – двумя единичными векторами e1 и e2 (Рис. 6).
1 = ( 2),
3
11 1 = ( 12),
13
21 2 = ( 22),
33
Рисунок 6.
Рисунок 7.
Рассмотрим решение обратной задачи о положениях, связанной с линейными перемещениями. Для этого определим точку пересечения трех осей вращения выходного звена O. Поскольку расстояние от центральной точки выходного звена D до точки пересечения осей вращения выходного звена O постоянное, а вектор e1 сонаправленн с вектором OX’, координаты точки пересечения определяются по формуле:
1
= −0,05 ∙ + = ( 2);
3
Отметим, что расстояние от точки пересечения осей вращения выходного звена до центральных точек нижних крестовин A, B, C (Рис. 7) является постоянным. Воспользовавшись матрицей Денавита–Хартенберга, определим координаты центров нижних крестовин карданных валов A, B, C (Рис. 7).
1
= ∙ = ( 2), 3
где – точка пересечения осей вращения выходного звена, – матрица
переходов с параметрами = 0, = 0, = 0, , , равны расстояниям от точки пересечения осей вращения до точек A, B, C, по соответствующим координатам.
Следующим шагом будет определение центральных точек верхних крестовин ′, ′, ′. Поскольку основание неподвижно и расстояние от направляющей до центральной точки ближайшей крестовины неизменно, можно заметить, что координаты и ( = ′, ′, ′) будут постоянными. Исходя из этого, требуется определить только координату ( = ′, ′, ′).
В качестве метода решения задачи о положениях применен геометрический подход. Центральная точка верхней крестовины лежит на пересечении поверхности сферы с радиусом, равным длине прямолинейного вала, соединяющего верхнюю и нижнюю крестовины, с центром в центральной точке нижней крестовины, и прямой, проходящей вдоль направляющей соответствующего ползуна.
Уравнение такой сферической поверхности имеет вид:
2 = ( ′ − )2 + ( ′ − )2 + ( ′ − )2,
где – длина прямолинейного вала, соединяющего верхнюю и нижнюю крестовины, ′ , ′ , ′ – координаты центральной точки верхней крестовины, , , – координаты центральной точки нижней крестовины.
Выразив неизвестную координату, получаем квадратное уравнение: 2′−2∙ ′∙ = 2−( ′− )2−( ′− )2− 2; (1)
Решив данное уравнение, получаем два возможных значения, а именно две точки пересечения прямой со сферой. Исходя из конструкции механизма, выбираем максимальное значение ′ , координаты ′ и ′ находятся аналогично координате ′ .
Получив координаты центров верхних крестовин ′, ′, ′ (Рис. 7), находим координаты центров ползунов аналогично тому, как находили координаты центральных точек нижних крестовин, так как расстояние от верхних крестовин до ползунов постоянное.
Поскольку ориентация выходного звена задается единичными векторами, возникает вопрос определения углов поворотов выходного звена. При отсутствии поворота относительно оси единичный вектор e1 будет лежать в плоскости , следовательно, координата 12 будет равна 0, исходя их этого можно определить угол поворота относительно оси :
cos( ) − ( ) 0 0 11 11 ∙ cos( ) − 12 ∙ ( ) ( ( ) cos( ) 0 0) ∙ ( 12) = ( 11 ∙ ( ) + 12 ∙ cos( )),
0 010 13 13 000111
Поскольку при отсутствии поворота координата по оси должна равняться нулю, получим следующее уравнение:
11sin(g) + 12 cos(g) = 0.
Выразив угол поворота, получим угол, на который следует повернуть
выходное звено, чтобы вернуться в начальное положение: g = arctan (− 12);
11
Определив угол поворота относительно оси , следует найти новые
единичные векторы, описывающие ориентацию выходного звена до поворота относительно оси , для этого воспользуемся матрицей переходов со следующимипараметрами: =0, =0, =g, =0, =0, =0.
Оставшиеся углы поворотов определяются аналогичным образом.
Для определения углов поворота в приводах следует учесть конструктивную особенность механизма, поскольку при вращении одного вала, «отвечающего» за поворот относительно оси , выходное звено поворачивается относительно всех осей. Чтобы выходное звено не имело поворотов относительно осей и во время поворота относительно оси , необходимо поворачивать промежуточные зубчатые колеса передаточного механизма Pr (Рис. 6) вместе с центральным валом, «отвечающим» за поворот выходного звена относительно оси .
Таким образом, углы поворотов двигателей будут равны 1=α∙ 1 ∙ 2 ∙ −β∙ 1 ∙ 2 ∙ +γ∙ ,
2=α∙ 1 ∙ 2 ∙ +β∙ 1 ∙ 2 ∙ +γ∙ , (2) 3 = γ,
где – передаточное число передаточного механизма.
– передаточное число между N и Pr (Рис. 6).
1 – передаточное число между Vz и Pz (Рис. 6).
2 – передаточное число между Pz и Nz (Рис. 6).
Определение рабочей зоны механизма осуществляется на основе решения
обратной задачи о положениях, в нашем случае потребуется только часть, «отвечающая» за поступательные перемещения.
Для определения рабочей зоны механизма была выбрана область, заведомо большая, чем рабочая зона выходного звена = = = [−1,1м; 1м], а шаг по пространственной сетке равен 0,01м.
Далее проверяем каждую точку из данной области. Зная координаты выходного звена, определяем обобщенные координаты. В случае, когда все три обобщенные координаты не комплексные числа, проверяем, принадлежат ли они интервалам возможных значений, в противном случае данная точка не входит в рабочую зону механизма (Рис. 8).
Рисунок 8.
Четвертая глава посвящена решению прямой и обратной задач о
скоростях, а также динамическому анализу механизма с кинематической развязкой поступательных и вращательных движений, постоянным передаточным отношением относительно вращений выходного звена и не имеющего особых положений.
Для решения задачи о скоростях воспользуемся методом Д. Анджелеса и К. Гослена. Суть метода заключается в установлении зависимости между обобщенными скоростями в приводах и абсолютными скоростями выходного звена:
∙ = (− ) ∙
где – матрица частных производных от неявных функций по абсолютным координатам x, y, z; – матрица частных производных от неявной функции по обобщенным координатам ; – абсолютные скорости центра выходного
звена; – обобщенные скорости в приводах;
Функции связи, «отвечающие» за линейные перемещения, в неявном виде выражаются из уравнений, представленных в решении обратной задачи о положениях (1).
Функции связи, «отвечающие» за вращения, выражаются в явном виде, они представлены при решении обратной задачи о положениях (2).
Для решения прямой или обратной задачи о скоростях, воспользуемся следующими уравнениями:
=( −1 ∙(− ))∙ ; =(− )−1 ∙ ∙ ; Рассмотрим численный пример относительно поступательных
перемещений.
Подставив координаты центра выходного звена в решение обратной задачи
о положениях, получаем значения обобщенных координат, подставив полученные результаты в уравнение Анджелеса-Гослена, получаем следующие соотношения абсолютных и обобщенных скоростей:
−0,39 0,233 −0,58 ̇ 0.58 0 0 ̇1 (−6,63∙10−3 −0,456 −0,58)∙( ̇)=−( 0 0.58 0 )∙( ̇2);
0,398 0,222 −0,58 ̇ 0 0 0.58 ̇ 3
Задав начальные условия для решения прямой и обратной задачи о скоростях:
̇1 1м/с = ( ̇2) = (1 м/с);
̇3 1м/с
получим следующий результат:
̇ 1м/с = ( ̇) = (1 м/с);
̇ 1м/с
1,27 м/с ( ̇2)=(− )−1 ∙ ∙ =( 1,79м/с );
̇3 −0,06 м/с
̇ 0 м/с ̇1 ( ̇)=( −1 ∙(− ))∙ =(0м/с);
̇ 1 м/с
Рассмотрим численный пример относительно поворотов выходного звена. Соотношения абсолютных и обобщенных скоростей:
0,783 −0,783 1,4 ̇ 1 0 0 ̇ 4 (0,783 0,783 1,4)∙( ̇)=−(0 1 0)∙( ̇5);
0 0 1 ̇ 0 0 1 ̇6
Данные матрицы частных производных имеют постоянные члены, что свидетельствует об отсутствии особых положений при осуществлении вращательных движений.
Задав начальные условия для решения прямой и обратной задачи о скоростях:
̇4 1 рад/с = ( ̇5) = (1 рад/с);
̇6 1 рад/с
получим следующий результат:
̇ 1 рад/с = ( ̇) = (1 рад/с);
̇ 1 рад/с
̇ 0 рад/с
( ̇ ) = ( −1 ∙ (− )) ∙ = (−0.51 рад/с);
̇ 1 рад/с ̇4 1,4рад/с
( ̇5)=(− )−1 ∙ ∙ =(2,966рад/с); ̇6 1рад/с
Особый интерес представляет динамический анализ передаточного и ориентирующего механизмов, который проводится на основе уравнений Лагранжа второго рода:
( )− = 1 ̇
( )− = 2, ̇
( ) − = 3 { ̇
где T – кинетическая энергия механизма; , , , ̇, ̇, ̇ – углы поворотов и угловые скорости выходного звена относительно соответствующих осей
вращения; 1 = 1 ∙ 1 + 2 ∙ 2 + 3 ∙∂ 3, 2 = 1 ∙ 1 + 2 ∙ 2 + 3 ∙
3, 3 = 1 ∙ 1 + 2 ∙ 2 + 3 ∙ 3 – обобщенные силы; 1, 2, 3 –
крутящие моменты в приводах; 1, 2, 3 – углы поворотов в приводах; ,
, – постоянные коэффициенты, составленные из частных производных.
Рассчитав кинетическую энергию звеньев механизма, получим уравнение кинетической энергии всего механизма:
=( + ′ )∙ 2̇ +( + ′ )∙ 2̇ +( + ′ )∙ 2̇ +( + ′ )∙ ̇ ̇ + ( + ′ ) ∙ ̇ ̇ + ( + ′ ) ∙ ̇ ̇,
где , , , , , – постоянные коэффициенты; ′ , ′ , ′ , ′ , ′ , ′ – переменные коэффициенты, зависящие от углов поворотов выходного звена , , .
Определив частные производные от кинетической энергии, получим следующую систему уравнений:
∙ ̈+ ∙ ̈+ ∙ ̈−( ′ ∙ 2̇ + ′ ∙ ̇ ̇+ ′ ∙ ̇ ̇)= 1
∙ ̈+ ∙ ̈+ ∙ ̈−( ′ ∙ 2̇ + ′ ∙ ̇ ̇+ ′ ∙ ̇ ̇)= 2
∙ ̈+ ∙ ̈+ ∙ ̈−( ′ ∙ 2̇ + ′ ∙ ̇ ̇+ ′ ∙ ̇ ̇)= 3 {
Рассмотрим численный пример, используя закон управления, минимизирующий ошибку по положению, скорости и ускорению выходного 15
звена. При этом коэффициенты обратных связей по скорости и положению, будут равны: = 240, 1 = 480.
Примем, что требуемые законы изменения углов поворота, угловых скоростей и ускорений выходного звена будут равны:
= 0,1 ∙ (10 ∙ ), = 0,1 ∙ (10 ∙ ), = 0,2 ∙ (5 ∙ ),
̇ = (10 ∙ ), ̇ = − (10 ∙ ),
̈ = −10 ∙ (10 ∙ ), ̈ = −10 ∙ (10 ∙ ), ̈ = −5 ∙ (5 ∙ ).
0 =0,3рад; ̇0 = 0,4 рад/с;
̇ = (5 ∙ ), Начальные условия возьмем равными:
0 =0,05рад; 0 =0,1рад; ̇0 = 0,6 рад/с; ̇0 = 0,8 рад/с;
В результате получаем следующие графики изменения углов поворота (Рис. 9), угловых скоростей (Рис. 10) выходного звена, а также фазовые траектории (Рис. 11):
Рисунок 9.
Рисунок 10.
16
Рисунок 11.
Пятая глава посвящена оценке влияния трения в кинематических парах механизма параллельной структуры, обладающего кинематической развязкой, постоянным передаточным отношением при осуществлении вращательных движений, а также не имеющего особых положений. Представлен натурный макет данного механизма.
Найдем скорости в однопарном зацеплении зубчатых колес. Для удобства будем рассматривать замещающую кинематическую схему, аналогичную зубчатому зацеплению двух цилиндрических зубчатых колес, где точка контакта перемещается по линии зацепления 1 (Рис. 12).
Рассмотрим случай, когда точка контакта находится в крайнем положении на линии зацепления (на примере точки M)(Рис. 12).
Рисунок 12.
Для определения скорости скольжения воспользуемся системой
уравнений:
+ + = 0
{ × + × + × + ск =0,
ск ∙ = 0 где , , – векторы, идущие от
полюса зацепления P до соответствующих точек , , , = (0) – угловая скорость.
0 1
Координаты точек , , по оси равны нулю, вращение идет относительно оси , при этом получаем, что = = = 0, =
= = = = = 0, следовательно, система примет вид:
+ + = 0
+ + + ск = 0 − − − + ск = 0
уравнений
{
ск ∙ + ск ∙ = 0
Решив данное уравнение со следующими параметрами
0,024 м, = = 0,065 м, = −0,3 м, = 0,3 м, получим, что скорость скольжения профилей зубьев в точке контакта (по двум координатам):
ск = ( 0,1296 м/с ); −0,0472 м/с
Рассмотрим случай с учетом сил трения (Рис. 13).
Рисунок 13.
В данном случае для определения вектора реакции необходимо знать
коэффициент трения, определяющий отклонение вектора при учете сил трения от ′ . Сила трения тр перпендикулярна линии зацепления и направлена в противоположенном направлении вектора скорости скольжения.
= =
Известно, что вектор отклоняется от вектора силы трения на угол, равный arctan( ), где – коэффициент трения. Зная данные параметры, определим направление вектора реакции с учетом силы трения .
Затем определим длину рычага силы | | = вых, а также найдем длину | |
рычага силы . Вектор реакции = − , таким образом получаем: вх = | | ∙ | |.
Значения расчетных крутящих моментов сведены в таблицу 1. Кроме того, указано изменение крутящего момента. Итак, влияние силы трения в худшем случае составляет 23%.
Таблица 1. Расчет крутящих моментов в случаях отсутствия и наличия трения
Вых. 1 2 3 В
звено зацепление зацепление зацепление приводах
= 0 50 Н ∙ м 32,35 Н ∙ м 32,35 Н ∙ м 33,43 Н ∙ м 40,12 Н ∙ м =0,16 50Н∙м 33,97Н∙м 37,05Н∙м 41,19Н∙м 49,49Н∙м
Несоотв 0% 5% 15% 23% 23% етствие
Таким образом, осуществлена оценка влияния сил трения в кинематических парах механизма параллельной структуры, имеющего кинематическую развязку, постоянное передаточное отношение при осуществлении вращательных движений.
Рассмотрим натурную модель синтезируемого механизма (Рис. 14). На рисунке 15 показано смещение платформы при перемещении поступательных приводов на различные значения. (В рычажном механизме не представлены звенья со сферическими шарнирами).
Рисунок 14. Рисунок 15.
Ориентирующий механизм состоит из механизма с цилиндрическими колесами, служащего для передачи вращений и механизма с коническими колесами, служащего для ориентирующих движений (Рис. 16).
Рисунок 16.
Заключение
В данной работе проведен синтез и анализ механизма параллельной структуры с шестью степенями свободы, обладающего кинематической развязкой, постоянными передаточными отношениями между вращательными приводами и выходным звеном при осуществлении вращательных движений.
Представленный механизм был получен путем объединения пространственного рычажного механизма, содержащего карданные шарниры, а также плоского и сферического зубчатых механизмов, содержащих подвижные оси, при этом механизм не имеет особых положений.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Основные результаты работы:
1) Проведены структурный синтез и анализ нового механизма параллельной структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным отношением при осуществлении вращательных движений, а также не имеющего особых положений.
2) Проведен кинематический анализ синтезированного механизма параллельной структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным отношением при осуществлении вращательных движений.
20
3) Проведен динамический анализ синтезированного механизма параллельной структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным отношением при осуществлении вращательных движений.
4) Проведена оценка влияния сил трения в кинематических парах с учетом изменения векторов реакции в зубчатых передачах при передаче вращательных движений.
5) Разработан натурный образец механизма параллельной структуры с кинематической развязкой, постоянным передаточным отношением при осуществлении вращательных движений и экспериментально проверена его работоспособность, а также отсутствие особых положений.
Проведенная работа позволяет сделать следующие выводы:
1) Механизм параллельной структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным отношениям между приводами и выходным звеном при осуществлении вращательных движений можно получить за счет объединения пространственного рычажного механизма, содержащего карданные шарниры, а также плоского и сферического зубчатых механизмов, содержащих подвижные оси.
2) Кинематическая развязка механизма обеспечивает отсутствие взаимосвязей поступательных и вращательных движений.
3) Кинематический анализ механизма показал, что имеет место наличие взаимосвязей приводов, «отвечающих» за вращательные движения, а также отсутствие особых положений.
4) Анализ наличия сил трения целесообразно провести с учетом изменения направления реакций. При этом изменяется плечо приложения силы и вращающий момент при постоянном выходном моменте.
5) Динамический анализ показал, что используемый закон управления позволяет получить динамическую точность, соответствующую заданной.
6) Изготовленный механизм показал, что движения реального механизма
соответствуют движениям разработанной модели.
Актуальность работы.
Достоинства механизмов параллельной структуры хорошо известны, они
связаны с тем, что в данных устройствах имеют место несколько кинематических
цепей, соединяющих основание с выходным звеном. При этом данные механизмы
воспринимают нагрузку как пространственные фермы, что обусловливает
повышенные показатели по точности и грузоподъемности.
Однако, механизмы параллельной структуры имеют и недостатки. Прежде
всего это обусловлено тем, что имеет место кинематическая связанность между
приводами. Каждое простое движение, например, движение по прямой или
вращение вокруг какой-либо оси, требует согласованного движения всех
приводов, при этом передаточные отношения между приводами и выходным
звеном в каждом положении меняются. Кроме того, имеют место особые
положения, при которых возможны движения выходного звена, не связанные с
движениями в приводах. Это обстоятельство снижает функциональные
возможности механизмов параллельной структуры.
Для решения указанной проблемы были разработаны различные подходы,
в частности, речь идет о кинематической развязке между поступательными и
вращательными движениями. При использовании данного подхода были
получены многие эффективные решения, которые позволяют упростить задачи
кинематики, динамики и управления. Следует отметить, что были получены
кинематические схемы, которые позволяют обеспечить постоянство
передаточных отношений между приводами и выходным звеном для
поступательных движений механизма.
Однако, добиться постоянства передаточных отношений между приводами
и выходным звеном для вращательных движений пока не удавалось. Это
обстоятельство может осложнить применимость механизмов параллельной
структуры, когда речь идет об ответственных операциях, связанных, в частности,
с хирургией или космическими роботами. Поэтому важно разработать такие
механизмы, которые позволяли бы обеспечить постоянство передаточных
отношений для вращательных движений. При этом обеспечивалось бы и
отсутствие особых положений.
В силу изложенного тема данной диссертации, связанная с разработкой
новых механизмов, имеющих свойство кинематической развязки, а также
свойство отсутствия особых положений представляется вполне актуальной.
Цель работы
Разработать новый механизм параллельной структуры с шестью степенями
свободы обладающий кинематической развязкой поступательных и
вращательных движений, постоянным передаточным отношением между
приводами и выходным звеном, и не имеющего особых положений при передаче
вращательных движений.
Задачи научного исследования
1. Провести структурный синтез и анализ нового механизма параллельной
структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным
отношением при осуществлении вращательных движений, а также не
имеющего особых положений.
2. Провести кинематический анализ нового механизма параллельной структуры
с кинематической развязкой и постоянным передаточным отношением при
осуществлении вращательных движений.
3. Провести динамический анализ нового механизма параллельной структуры с
кинематической развязкой и постоянным передаточным отношением при
осуществлении вращательных движений.
4. Провести оценку влияния сил трения в кинематических парах для нового
механизма параллельной структуры с кинематической развязкой и
постоянным передаточным отношением при осуществлении вращательных
движений.
5. Разработать натурный образец механизма параллельной структуры с
кинематической развязкой и постоянным передаточным отношением при
осуществлении вращательных движений, а также экспериментально
проверить его работоспособность.
Научная новизна исследования
1. Разработан новый механизм параллельной структуры с кинематической
развязкой и постоянным передаточным отношением при осуществлении
вращательных движений, а также не имеющий особых положений.
2. Представлена методика структурного анализа нового механизма
параллельной структуры с кинематической развязкой и постоянным
передаточным отношением при осуществлении вращательных движений.
3. Проведен кинематический анализ нового механизма параллельной
структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным
отношением при осуществлении вращательных движений.
4. Выявлены динамические характеристики нового механизма параллельной
структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным
отношением при осуществлении вращательных движений.
5. Представлен силовой анализ с учетом сил трения для нового механизма
параллельной структуры с кинематической развязкой и постоянным
передаточным отношением при осуществлении вращательных движений.
6. Изготовлен натурный макет механизма параллельной структуры с
кинематической развязкой и постоянным передаточным отношением при
осуществлении вращательных движений.
Теоретическая значимость
Теоретическая значимость работы состоит в разработке методик
структурного анализа и синтеза, кинематического и динамического анализа
механизма параллельной структуры имеющего шесть степеней свободы,
кинематическую развязку, постоянство передаточных отношения относительно
вращательных движений и не имеющего особых положений.
Практическая значимость
Практическая значимость заключается в том, что синтезирован новый
манипуляционный механизм параллельной структуры с шестью степенями
свободы, имеющий кинематическую развязку, постоянство передаточных
отношения относительно вращательных движений и не имеющий особых
положений, а также представлены методики анализа данного механизма,
применимые в других механизмах подобного рода.
Методы исследования
Исследования проводились с использованием методов теории механизмов
и машин, аналитической геометрии, теоретической механики,
дифференциального и матричного исчисления, компьютерного моделирования.
Положения, выносимые на защиту
1. Новый синтезированный механизм параллельной структуры с
кинематической развязкой и постоянным передаточным отношением при
осуществлении вращательных движений, а также не имеющий особых
положений.
2. Методика структурного анализа нового механизма параллельной
структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным
отношением при осуществлении вращательных движений.
3. Методика кинематического анализа нового механизма параллельной
структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным
отношением при осуществлении вращательных движений.
4. Методика динамического анализа нового механизма параллельной
структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным
отношением при осуществлении вращательных движений.
5. Методика силового анализа с учетом сил трения для нового механизма
параллельной структуры с кинематической развязкой и постоянным
передаточным отношением при осуществлении вращательных движений.
6. Конструкция натурного макета механизма параллельной структуры с
кинематической развязкой и постоянным передаточным отношением при
осуществлении вращательных движений, а также вид его рабочей зоны.
Достоверность результатов обусловлена использованием общепринятых
допущений, строгостью математических выкладок, применением
апробированных методик кинематического и динамического анализа, а также
сопоставлением теоретических и практических результатов.
Апробация работы
Основные результаты, доложенные на следующих научно-технических
конференциях:
1. Международная научная конференция «Механика и трибология
транспортных систем» («МехТрибоТранс-2021»), Ростов на Дону, 2021;
2. Международная инновационная конференция молодых ученых и студентов
по современным проблемам машиноведения «МИКМУС-2021», Москва,
2021;
3. XVI Международная конференция по электромеханике и робототехнике.
Санкт-Петербург, 2021;
4. Международный семинар по ТММ им. И.И. Артоболевского, Москва, 2021.
Структура диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения,
списка литературы
В данной работе приведен синтез и анализ механизма параллельной
структуры с шестью степенями свободы, обладающего кинематической
развязкой, постоянными передаточными отношениями между вращательными
приводами и выходным звеном при осуществлении вращательных движений.
Представленный механизм был получен путем объединения пространственного
рычажного механизма, содержащего карданные шарниры, а также плоского и
сферического зубчатых механизмов, содержащих подвижные оси, при этом
механизм не имеет особых положений.
Основные результаты работы:
1) Проведены структурный синтез и анализ нового механизма параллельной
структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным
отношением при осуществлении вращательных движений, а также не
имеющего особых положений.
2) Проведен кинематический анализ синтезированного механизма
параллельной структуры с кинематической развязкой и постоянным
передаточным отношением при осуществлении вращательных движений.
3) Проведен динамический анализ синтезированного механизма параллельной
структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным
отношением при осуществлении вращательных движений.
4) Проведена оценка влияния сил трения в кинематических парах с учетом
изменения векторов реакции в зубчатых передачах при передаче
вращательных движений.
5) Разработан натурный образец механизма параллельной структуры с
кинематической развязкой, постоянным передаточным отношением при
осуществлении вращательных движений и экспериментально проверена его
работоспособность, а также отсутствие особых положений.
Проведенная работа позволяет сделать следующие выводы:
1) Механизм параллельной структуры с кинематической развязкой и
постоянным передаточным отношениям между приводами и выходным
звеном при осуществлении вращательных движений можно получить за
счет объединения пространственного рычажного механизма, содержащего
карданные шарниры, а также плоского и сферического зубчатых
механизмов, содержащих подвижные оси.
2) Кинематическая развязка механизма обеспечивает отсутствие взаимосвязей
поступательных и вращательных движений.
3) Кинематический анализ механизма показал, что имеет место наличие
взаимосвязей приводов, «отвечающих» за вращательные движения, а
также отсутствие особых положений.
4) Анализ наличия сил трения целесообразно провести с учетом изменения
направления реакций. При этом изменяется плечо приложения силы и
вращающий момент при постоянном выходном моменте.
5) Динамический анализ показал, что используемый закон управления
позволяет получить динамическую точность, соответствующую заданной.
6) Изготовленный механизм показал, что движения реального механизма
соответствуют движениям разработанной модели.
1.Аракелян В., Брио С., Глазунов В.А. Исследование особых положений
манипулятораспараллельнойструктурой«ПАМИНСА»//Проблемы
машиностроения и надежности машин. Машиноведение. 2006. № 1. С. 80-88.
2.Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: учеб. для втузов. – 4-е
изд., перераб. и доп. М.: Наука. 1988. 640 с.
3.Артоболевский И.И., Кобринский А.Е. Роботы // Машиноведение. 1970. №
5. С. 3-11.
4.Артоболевский И.И., Левитский Н.И., Черкудинов С.А. Синтез плоских
механизмов. М.: Физматгиз. 1959. 184 с.
5.БелянинП.Н.Роботтехническиесистемыдлямашиностроения.
М.:Машиностроение. 1986 250 с.
6.Бессонов А.П. Основы динамики механизмов с переменной массой. М.:
Наука. 1967. 280 с.
7.Бруевич Н.Г., Правоторова Е.А., Сергеев В.И. Основы теории точности
механизмов. М.: Наука. 1988. 240 с.
8.Бруевич Н.Г., Сергеев В.И. Основы нелинейной теории точности и
надежности устройств М.: Наука. 1976. 136 с.
9.Велиев Е.И., Ганиев Р.Ф., Глазунов В.А., Скворцов С.А., Чернецов Р.А.
Разработка и исследование механизмов c постоянной точкой ввода инструмента
врабочуюобласть,предназначенныхдляхирургическихоперацийи
исследования свойств плазмы // Проблемы машиностроения и надежности
машин. 2020. №6. С. 3-15.
10.Воробьев Е.И., Диментберг Ф.М. Теория пространственных шарнирных
механизмов. М.: Наука. 1991. 262 с.
11.Вукобратович М., Стокич Д.М. Управление манипуляционными роботами:
Пер. с англ. М. Наука. 1985. 358 с.
12.ВульфсонИ.Л.Динамическиерасчетыцикловыхмеханизмов.–
Л.:Машиностроение. 1976. 281 с.
13.Ганиев Р.Ф. Кононенко В.О. Колебания твердых тел. М.: Главная редакция
физико-математической литературы. 1976. 432 с.
14.Гебель Е.С., Гаврилина Л.В., Глазунов В.А., Ласточкин А.Б., Романов
А.А., Духов А.В. К анализу сингулярных зон механизмов параллельной
структуры с линейными двигателями // Станкоинструмент. 2021. №3. C. 92-98.
15.Глазунов В.А. Об управлении манипулятором в особых положениях //
Известия АН СССР. Механика твердого тела. 1985. № 4. С. 61-65.
16.Глазунов В.А., Албагачиев А.Ю., Ерофеев М.Н., Романов А.А. Разработка
и исследование механизма параллельной структуры с зубчатыми передачами с
учетом трения // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2021. № 2. С.
17-39.
17.Глазунов В.А., Духов А.В. Информатизация разработки механизмов
роботов параллельной структуры для медицинских применений. // Материалы
всероссийскойконференции«Информационныетехнологии,менеджмент
качества, информационная безопасность». 2015. Том II. №5. С. 52-62.
18.Глазунов В.А., Духов А.В., Шептунов С.А., Скворцов С.А., Алешин А.К.,
Рашоян Г.В., Шалюхин К.А., Левин С.В. Манипуляционные механизмы
параллельной структуры и некоторые их применения в медицине // Качество.
Инновации. Образование. «Роботические технологии в медицине» 2016. № 129.
С. 84-88.
19.Глазунов В.А., Колискор А.Ш., Крайнев А.Ф. Механизмы параллельной
структуры. М.: Наука. 1991. 96 с.
20.Глазунов В.А., Нгуен Нгок Хуэ, Нгуен Минь Тхань. К анализу особых
положениймеханизмовпараллельнойструктуры.Машиностроениеи
инженерное образование. 2009. № 4. C. 11-16.
21.Глазунов В.А., Скворцов С.А., Чернецов Р.А., Гаврилина Л.В.,
Гебель Е.С., Пашенко В.Н. Механический манипулятор рабочего органа с
четырьмя степенями свободы // Патент на полезную модель. RU 202578 U1.
25.02.2021.
22. Глазунов В.А., Скворцов С.А., Чернецов Р.А., Гаврилина Л.В., Гебель
Е.С., Пашенко В.Н. Механический манипулятор рабочего органа с четырьмя
степенями свободы // Патент на полезную модель. RU 202578 U1. 25.02.2021.
23. Давиташвили Н.С. Динамика сферических механизмов. М.: Наука. 1992.
256 с.
24.Данилин П.О., Тывес Л.И., Глазунов В.А. Групповая кинематическая
развязка движений в механизмах параллельной структуры // Проблемы
машиностроения и надежности машин. 2010. №. 3. С. 27-35.
25.Демидов С.М., Глазунов В.А., Ласточкин А.Б., Артеменко Ю.Н. Анализ
углов давления и особых положений модулей параллельной структуры,
предназначенных для механизмов относительного манипулирования // Проблемы
машиностроения и надежности машин. 2011. №5. С. 11-20.
26.ДиментбергФ.М.Обособенныхположенияхпространственных
механизмов. // Машиноведение. 1977. № 5. С. 53-58.
27.Диментберг Ф.М. Теория винтов и ее приложения. М.: Наука. 1978. 327 c.
28.Диментберг Ф.М. Теория пространственных шарнирных механизмов. М.:
Наука. 1982. 336 с.
29.Добровольский В.В. Построение относительных положений звеньев
пространственного семизвенника по методу сферических изображений. // Тр.
семинара по TММ.: Изд-во АН СССР. 1952. Т. 12. Вып. 42. С. 52-62.
30.Духов А.В., Романов А.А., Ерофеев М.Н., Кравченко И.Н., Николаев А.В.
Разработка и анализ механизма параллельной структуры с дугообразными
направляющими с прорезями и постоянной точкой ввода // Известия ВУЗов.
Машиностроение. 2022. №1.
31.КаляевА.И.,КаляевИ.А.,КоровинЯ.С.Синтезструктуры
роботизированногопроизводствасдецентрализованнымдиспетчером.
Робототехника и техническая кибернетика. 2016. № 4 (13). С. 4-12.
32.Кобринский А.А., Кобринский А.Е., Манипуляционные системы роботов:
основы устройства, элементы теории. М.: Наука. 1989. 344 с.
33.Козлов В.В., Макарычев В.П., Тимофеев А.В., Юревич Е.И. Динамика
промышленных роботов. М.:Наука. 1984. 336 с.
34.Коловский М.З., Слоущ А.В. Основы динамики промышленных роботов.
М.: Наука. 1988. 240 с.
35.Конструированиемашин:справочно-методическоепособие.М.:
Машиностроение. 1994. Том. I. 528 с.
36.Корендясев А.И., Саламандра Б.Л., Тывес Л.И. и др. Манипуляционные
системы роботов. М.: Машиноcтроение. 1989. 472 с.
37.Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам – 2-е изд., перераб. и доп.
М.: Машиностроение. 1987. 560 с.
38.Крайнев А.Ф. Функциональная классификация механизмов // Проблемы
машиностроения и надежности машин. 1993. № 5. С. 10-20.
39.Крайнев А.Ф., Васецкий Б.Г., Ковалев П.К., Глазунов В.А., Алешин А.К.
Патент РФ 2060135. Установка для лазерной резки. Заявка № 920093221/08.
20.05.1996.
40.КрайневА.Ф.,ГлазуновВ.А.Новыемеханизмыотносительного
манипулирования // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1994. №5.
С. 106-117.
41.Крайнев А.Ф., Глазунов В.А., Нагорных В.И. Разработка механизмов
параллельной структуры для малых перемещений с упругими изгибными
кинематическими парами // Проблемы машиностроения и надежности машин.
1992. № 4. С. 79-86.
42.Ларюшкин П. А., Эрастова К. Г., Кобылкевич К. А., Скворцов С. А.,
Исследование особых положений механизма параллельной структуры семейства
delta с четырьмя степенями свободы // Проблемы машиностроения и надежности
машин. 2019. № 6. С. 34-41.
43.Ларюшкин П.А. Об особенностях применения винтового исчисления для
оценки близости к особым положениям механизмов параллельной структуры //
Проблемы машиностроения и надежности машин. 2017. № 4. С. 39-45.
44.Ларюшкин П.А. Оценка близости к особым положениям механизмов
параллельной структуры путем дифференцирования уравнений связи // Вестник
МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия Машиностроение. 2019. № 1. С. 71-83.
45.Ларюшкин П.А., Захаров М.Н., Эрастова К.Г., Глазунов В.А. Структурный
анализ и решение обратной задачи о положениях сферического механизма
параллельной структуры // Вестник машиностроения. 2017. № 4. С. 34-36.
46.ЛебедевП.А.Кинематикапространственныхмеханизмов.М.:
Машиностроение. 1987. 280 с.
47.Левитский Н.И. Теория механизмов и машин: учеб. пособие для вузов. 2-е
изд., перераб. и доп. М.: Наука. 1990. 592 с.
48.Мардер Б.О., Рашоян Г.В. Об особых положениях – координатных
механизмов // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1990. № 6. С. 39-
43.
49.Мудров П. Г. Пространственные механизмы с вращательными парами. –
Казань: Казанский сельскохозяйственный институт им. М. Горького. 1976. 265 с.
50.Носова Н.Ю. Определение скоростей и особых положений сферического
маниулятора. Материалы 66-й межвузовской научно-технической конференции
молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ –
производству”. Кострома. 2014. Том 2. С. 70-71.
51.Носова Н.Ю., Глазунов В.А., Палочкин С.В., Терехова А.Н. Синтез
механизмов параллельной структуры с кинематической развязкой // Проблемы
машиностроения и надежности машин. 2013. №5. С. 34-40.
52.Овакимов А.Г. Об особых положениях одноконтурных пространственных
механизмов с несколькими степенями свободы // Машиноведение. 1989. № 4. С.
11-18.
53.Пащенко В.Н., Романов А.В., Чайкин М.О., Захаров В.Ю., Пащенко В.В.,
РомановА.А.Определениеособыхположенийдлярешениязадачи
кинематического управления механизмами совместного относительного //
Завалишинскиечтения’21,XVIМеждународнаяконференцияпо
электромеханике и робототехнике. Санкт-Петербург. 2021. C. 143-150.
54.Пейсах Э.Е. Критерии передачи движения для рычажных механизмов //
Машиноведение. 1986. № 1. С. 45-51.
55.Пол Р. Моделирование, планирование траекторий и управление движением
робота-манипулятора. М.: Наука. 1976. 104 с.
56.Попов Е.П., Верещагин А.Ф., Зенкевич С.П. Манипуляционные роботы.
Динамика и алгоритмы. М.: Наука. 1978. 400 с.
57.Рашоян Г.В., Шалюхин К.А., Алешин А.К. Анализ кинематики механизма
параллельной структуры со свойствами кинематической развязки // Вестник
научно-технического развития. 2018. №1 (125). С. 32-37.
58.Родионов Ю.В., Иванов С.В., Романов А.А., Сухоставский А.Н., Ерофеев
М.Н., Курганская А.И. пространственный механизм с шестью степенями свободы
// Патент полезной модели РФ № 207790. Заявка № 202111548. 16.11.2021. Бюл.
№ 32.
59.Родионов Ю.В., Сухоставский А.Н., Романов А.А., Духов А.В., Пелин И.В.
Разработка и анализ механизма параллельной структуры с линейными
приводами, расположенными на основании под разными углами к его плоскости
// Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2021. №10. C. 41-48.
60.Росс Б. О винтовых осях и других особых линиях, связанных с
пространственным перемещением твердого тела // Тр. Амер. о-ва инженеров-
механиков. Конструирование и технология машиностроения. 1967. №1. С.120-
131.
61.Саламандра К.Б., Тывес Л.И., Глазунов В.А., Гебель Е.С. Механизмы
параллельнойструктурысгрупповойкинематическойразвязкой,
обеспечиваемой многопоточностью передачи энергии в кинематических цепях //
Проблемы машиностроения и надежности машин. 2020. № 5. С. 56-65.
62.Саркисян Ю.Л. Аппроксимационный синтез механизмов. М.:Наука. 1982.
304 с.
63.Слепцов В.В., Скворцов С.А., Орлов А.В., Ковалева Н.Л., Романов А.А.,
Швец П.А. Разработка регулируемых электроприводов специального назначения
// Станкоинструмент. №2. 2021. C. 98-103.
64.Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со
многими критериями. М.: Наука. 1981. 110 с.
65.Тимофеев А.В. Управление роботами. Учеб. Пособие. – Л.Изд-во
Ленинградского ун-та. 1985. 240 с.
66.Тывес Л.И., Маркевич С.В. Оптимальное по быстродействию управление
движением робота по собственной траектории // Проблемы машиностроения и
надежности машин. 1993. № 5. С. 76-82.
67.Фролов К.В., Попов С.А., Мусатов А.К. и др. Теория механизмов и
механика машин: учеб. для втузов. под ред. К. В. Фролова. 2-е изд. перераб. и доп.
М.: Высш. шк. 1998. 496 с.
68.Хейло С.В. Решение задачи кинематики сферического манипулятора
параллельной структуры // Машиностроение и инженерное образование. 2010. №
4. С. 18-22.
69.Хейло С.В. Решение задачи о скоростях и особых положениях сферического
манипулятора параллельной структуры // Машиностроение и инженерное
образование. 2011. № 1. С. 2-9.
70.Хейло С.В. Синтез сферических манипуляторов параллельной структуры //
Справочник. Инженерный журнал. 2012. № 6. С. 23-28.
71.Хейло С.В., Глазунов В.А., Во Динь Тунг. Решение задачи о скоростях и
особых положениях сферического манипулятора параллельной структуры //
Машиностроение и инженерное образование. 2011. № 1. С. 2-9.
72.Хейло С.В., Разумеев К.Э., Глазунов В.А., Зимин В.Н. Исследование
сферического механизма параллельной структуры // Современные задачи
инженерных дел. 2017. С. 118-121.
73.Чернецов Р., Велиев Е., Глазунов В., Скворцов С., Ковалева Н. Определение
числа степеней свободы механизмов с постоянной точкой ввода инструмента //
Станкоинструмент. 2019. № 4 (017). 80 с.
74.Чернов В.Ф. Методы решения задач о положениях и анализ особых
конфигураций – координатных механизмов: Дисс. канд. тех. наук. Москва. 1990.
173 с.
75.Черноусько Ф.Л., Болотник Н.А., Градецкий В.Г. Манипуляционные
роботы. М.:Наука. 1989. 327 с.
76.Шалюхин К.А. Задачи кинематического анализа и особых положений
механизмов роботов параллельной структуры // Проблемы машиностроения и
надежности машин. 2018. № 4. С. 11-18.
77.Шалюхин К.А. Построение и анализ пространственных механизмов
параллельной структуры с кинематической развязкой. М.: дисс. канд. техн. наук.:
05.02.18. 2018. 108 с.
78.Шахинпур М. Курс робототехники: Пер. с англ. М.:Мир. 1990. 527 с.
79.Эрастова К.Г. Рабочие зоны механизмов параллельной структуры и
способы определения их формы и размеров // Известия высших учебных
заведений. Машиностроение. 2017. № 8(689). С. 78-87.
80.Baker J.E. An Analysis of the Bricard Linkages. // Mechanism and Machine
Theory. 1980. Vol. 15. № 4. Р. 267-286.
81.Ball R.S. A Treatise on the Theory of Screws. –Cambridge: Cambridge
University Press. 1900. 544 p.
82.Bonev L.A., Zlatanov D., Gosselin С.М. Singularity analysis of 3-DOF planar
parallel mechanisms via Screw Theory // Transactions of the ASME. Journal of
Mechanical Design. 2003. V. 125. P. 573-581.
83.Chu X., Gao F. Kinematic coupling complexity of heavy-payload forging
manipulator // Robotica. Vol. 30. № 4. 2011. P. 551-558.
84.Clavel R. Delta, a Fast Robot with Parallel Geometry // Proc. of the 18th
International Symposium on Industrial Robots, Sydney, Australia. 1988. P. 79-85.
85.Craig J.J. Introduction to Robotics: Mechanics and Control. – 2 nd ed. Reading.
– MA: Addisson-Wesley. 1989. 544 p.
86.Gogu G. Fully-isotropic Parallel Manipulators With Five Degrees of Freedom. //
Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation.
Orlando, May 16-18. 2006. P. 1141-1146.
87.Gogu G. Structural synthesis of fully-isotropic translational parallel robots via
theory of linear transformations // European Journal of Mechanics, A/Solids. 2004. Vol.
23. № 3. Р. 1021-1039.
88.Gogu G. Structural Synthesis of Parallel Robots, Part 1: Methodology (Solid
Mechanics and Its Applications). Springer. 2007. 706 p.
89.Gosselin C., Angeles J. The Optimum Kinematic Design of a Spherical Three-
Degree-of-Freedom Parallel Manipulator // Journal of Mechanisms Transmissions and
Automation in Design. 1989. Vol. 111. №. 2. P. 202-207.
90.Gosselin C.M., Kong X X., Foucault S., Bonec I. A fully decoupled 3-dof
translational parallel mechanism. // Parallel Kinematic Machines International
Conference. Chemnitz. Germany. 2004. Р. 595-610.
91.Gough V.E. Contribution to Discussion of Papers on Research in Automobile
Stability, Control and in Tyre Performance // Pr. Autom. Div. Inst. Mech. Eng. 1956/57.
Р. 392-396.
92.Gough V.E., Whitehall S.G. Universal Tire Test Machine // Proceedings of 9th
International Technical Congress F.I.S.I.T.A. 1962. Vol. 117. P. 117-135.
93.Herve J. The Lie group of rigid body displacements, a fundamental tool for
mechanism design. // Mechanism and Machine Theory. 1991. Vol. 34. №8. Р. 719-730.
94.Herve J.M., Karouia M. The novel 3-RUU wrist with no idle pair. // 319
Workshop on Fundamental Issues and Future Research Directions for Parallel
Mechanisms and Manipulators. Quebec. 2002. P. 3-4.
95.Hunt K.H. Kinematic Geometry of Mechanisms. Oxford.: Claredon Press. 1978.
469 p.
96.Jin Q., Yang T.L. Synthesis and analysis of a group of 3 degree-of-freedom
partially decoupled parallel manipulators // Journal of Mechanical Design, Transactions
of the ASME. 2004. Vol. 126. No. 2. P. 301-306.
97.Jin Y., Chen I.M., Yang G. Kinematic design of a 6-DOF parallel manipulator
with decoupled translation and rotation // IEEE Transactions on Robotics. 2006. Vol.
22. № 3. P. 545-551.
98.Jin Y., Chen I.M., Yang G. Structure Synthesis and Singularity Analysis of a
Parallel Manipulator Based on Selective Actuation // Proceedings of the 2004 IEEE
International Conference on Robotics & Automation. New Orleans. 2004. P. 4533-
4538.
99.Kong X., Gosselin C.M. Type synthesis of input-output decoupled parallel
manipulators // Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering.
2004. Vol. 28. № 2A. P. 185-196.
100. Lee K.-M., Shah D.K. Kinematic analysis of a three DOF in-parallel actuated
manipulator // IEEE Journal of Robotic and Automation. 1988. № 4(3). P. 354-360.
101. Legnania G., Fassic I., Giberti H., Cinquemani S., Tosia D. A new isotropic and
decoupled 6-DoF parallel manipulator // Mechanism and Machine Theory. 2012. Vol.
58. P. 64-81.
102. Malyshev D., Mohan S., Rybak L., Rashoyan G., Nozdracheva A. Determination
of the Geometric Parameters of a Parallel-Serial Rehabilitation Robot Based on Clinical
Data // ROMANSY 23 – Robot Design, Dynamics and Control, Proceedings of the 23rd
CISM IFToMM Symposium. 2020. С. 556-566.
103. Mavroidis C., Roth B. Analysis of Overconsrained Mechanisms // Transactions
of the ASME, Journal of Mechanical Design. 1995. Vol. 117. Р. 69-74.
104. Merlet J.P. Parallel robots. Kluwer Academic Publishers. 2000. 372 p.
105. Mianowski K. Singularity analysis of parallel manipulator POLMAN 3×2 with
six degrees of freedom // 12th IFToMM World Congress, Besancon (France). 2007. P.
345-356.
106. Mirz C., Uzsynski O., Angeles J., Takeda Y., Corves B. Stiffness Optimization
of Delta Robots // ROMANSY 23 – Robot Design, Dynamics and Control, Proceedings
of the 23rd CISM IFToMM Symposium. 2020. P. 396-404.
107. Miura K., Furuya H. Variable geometry truss and its application to deployable
truss and space crane arms // 35th Congress of the Int. Astronautical Federation
(Lausanne, 7-13 October, 1984). 1984. P. 1-9.
108. Pernette E. Design of parallel robots in microrobotics // Robotica. 1997. № 15(4).
P. 417-420.
109. Rashoyan G., Maloyan N., Antonov A., Romanov A. Synthesis of l-coordinate
Parallel Mechanism Without Singularities // Advances in Artificial Systems for
Medicine and Education IV. P. 270-282.
110. Rat N., Neagoe M., Gogu G. Theoretical and Experimental Research on the
Dynamics of a 4DOF Isoglide 4-T3R1 Parallel Robot. In: Visa I. (eds) SYROM 2009.
Springer. P. 387-396.
111. Reinholtz C.F., Gokhale D. Design and analysis of variable geometry truss robots
// 9th Annual Conf. on Applied Mechanisms. 1987. P. 1-5.
112. Ryu J-H. Parallel Manipulators, New Developments – I-Tech Education and
Publishing. 2008. 498 p.
113. Seguchi Y., Tanaka M. Dynamic analysis of a truss-type flexible robot arm //
JSME Int. J. 1990. №2. P. 183-190.
114. Stewart D. A platform with 6 degrees of freedom // Proc. of the Institution of
mechanical engineers. 1965. Vol. 180. Р. 371-386.
115. Sugimoto K. Existence Criteria for Over-Constrained Mechanisms Design //
Trans ASME: Journal of Mechanisms, Transmissions, and Automation in Design. 323.
1990. Vol. 17. № 3. Р. 295-298.
116. Sutherland G., Roth B. A transmission index for spatial mechanisms // Trans.
ASME: Journal of Engineering for Industry. 1973. Р. 589-597.
117. Teng C.P., Bai S., Angeles J. Shape synthesis in mechanical desing //Acta
Polytechnica. 2007. Vol. 47. №6. P. 56-62.
118. Ur-Rehman R., Caro S., Chablat D., Wenger Ph. Kinematic and dynamic analysis
of the 2-DOF sherical wrist of orthoglide 5-axis // 3rd International Congress Design
and Modelling of Mechanical Systems CMSM’2009. P. 1-8.
119. Wen K., Harton D., Laliberté T., Gosselin C. Kinematically redundant (6+3)-dof
hybrid parallel robot with large orientational workspace and remotely operated gripper
// Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation
(ICRA). Montréal, Canada. 20-24 may 2019. P. 1672-1678.
120. Wohlhart K. Irregular Polyhedral Linkages // Pr. of the XI World Congress in
Mechanism and Machine Science. Tianjin, China. 2004. Р. 1083-1087.
121. Xu Y., Teng Z., Yao J., Zhou Y., Zhao Y. Elastodynamic analysis of a novel
motion-decoupling forging manipulator // Mechanism and Machine Theory. 2020. Vol.
147. P. 103771.
122. Патент США 2007/0062321. Device for the movement and orientation of an
object in space and use thereof in rapid machining / D. Chablat, Ph. Wenger; United
States Patent Application Publication. Опубл. 22.03.2007. Sainte Luce Sur Loire (FR).
Читать «Разработка механизма параллельной структуры с кинематической развязкой и постоянным передаточным отношением при осуществлении вращательных движений»
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.9 (37 отзывов)
5 (20 отзывов)
4.9 (5 отзывов)
4.8 (40 отзывов)
4.9 (298 отзывов)
4.9 (826 отзывов)
4.7 (82 отзыва)
4.6 (30 отзывов)
4.2 (13 отзывов)
