Исследование собственных частот упругих колебаний манипуляторов при изменении их конфигурации

Родин Иван Алексеевич ^*
Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК), техник, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, тел.: +7(812)556-36-92, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Васильев Иван Анатольевич
к.т.н., ЦНИИ РТК, начальник лаборатории, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, тел.: +7(965)766-00-37, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Материал поступил в редакцию 18 февраля 2019 года.

Аннотация
Точность позиционирования исполнительного механизма для манипуляционных роботов является определяющей характеристикой. Манипуляторы, как пространственные конструкции, имеют упругости в своих сочленениях и звеньях и, исходя из этого, имеют собственные частоты колебаний. В различных конфигурациях, то есть при разных величинах обобщённых координат, собственные частоты могут изменяться. Статья посвящена изучению зависимости изменения частот колебаний от текущих конфигураций манипулятора. В данной статье приведена тезисная методика расчета собственных частот рассматриваемого пятизвенного манипулятора, формульные представления обобщенных сил, общей кинетической энергии и результирующих собственных частот для формульного выражения тех свойств механизма, исходя из значения которых и определяется собственная частота. Также в статье рассматриваются сами графические представления результирующих частот при изменении конфигурации манипулятора с течением времени и производится описание их зависимостей на основе анализа приведенных формульных и графических представлений. В заключении статьи представлено тезисное выражение зависимостей собственных частот манипулятора от его конфигурации и конструкционных особенностей.

Ключевые слова
Робот, манипулятор, колебания, упругость, собственная частота.

DOI
https://doi.org/10.31776/RTCJ.7104

Индекс УДК

621.865.8

Библиографическое описание
Родин И.А. Исследование собственных частот упругих колебаний манипуляторов при изменении их конфигурации / И.А. Родин, И.А. Васильев // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 7. - №1. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2019. – С. 29-33.

Литература

Басинюк В.Л. Влияние собственных колебаний на точность координатных перемещений мехатронных систем [Электронный режим] / В.Л. Басинюк // Актуальные вопросы машиноведения. – Т.5. – 2016. – С. 119-122. – Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=29305422& (Дата обращения: 02.11.2018).
Зинкевич С.Л. Основы управления манипуляционными роботами / С.Л. Зинкевич, А.С. Ющенко // Робототехника. – Москва: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана. – 2004. – 480 с.: ил.
Коловский М.З. Основы динамики промышленных роботов / М.З. Коловский, А.В. Слоущ // Научные основы робототехники. – Москва: Наука. – №15. – 1988. – 240 с.: ил.
Фу К. Робототехника / К. Фу, Р. Гонсалес, К. Ли. – Москва: Мир. – 1989. – 624 с.: ил.
Шамутдинов А.Х. Манипулятор на основе пространственного механизма [Электронный ресурс] / А.Х. Шамутдинов, П.Д. Балакин, А.Г. Кольцов // Вестник Уфимского гос. авиационного техн. ун-та. – 2013. – Т.17. – № 8 (61). – С. 69-78. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/v/manipulyator-na-osnove-prostranstvennogo-mehanizma(Дата обращения: 15.11.2018).
Бабаков И.М. Теория колебаний / И.М. Бабаков. – Москва: Наука. – 1968. – 560 с.: ил.
Шамутдинов А.Х. Исследование жесткости и собственных частот колебаний платформы манипулятора / А.Х. Шамутдинов, Д.И. Леонов // Форум молодых ученых. – №10(26). – 2018.

Полный текст статьи (pdf)