Содержание
Предисловие 8
Глава 1. СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ И КЛАССИФИКАЦИЯ
l-КООРДИНАТНЫХ МЕХАНИЗМОВ С УЧЕТОМ
РАСПОЛОЖЕНИЯ ПРИВОДОВ МЕЖДУ ОСНОВАНИЕМ
И ВЫХОДНЫМ ЗВЕНОМ
Рашоян Г.В., Глазунов В.А. 9
1.1. Классификация l-координатных механизмов
без учета расположения приводов
и наличия промежуточных звеньев 9
1.2. Расширенная таблица классификации
l-координатных механизмов с расположением
приводов между основанием или выходным звеном
и одним из промежуточных звеньев . 14
1.3. Синтез структур механизмов с расположением
приводов вне рабочей зоны
и с дополнительными стержнями-вводами 34
Литература 51
Глава 2. СИНТЕЗ, АНАЛИЗ И УПРАВЛЕНИЕ
ПОСТУПАТЕЛЬНО-НАПРАВЛЯЮЩИМИ
И СФЕРИЧЕСКИМИ МЕХАНИЗМАМИ
Хейло С.В., Глазунов В.А. 53
2.1. Структурно-геометрический синтез
и кинематический анализ
поступательно-направляющего механизма 53
2.2. Анализ динамических свойств
поступательно-направляющего механизма
параллельной структуры
и разработка алгоритмов управления 61
2.3. Структурно-геометрический синтез
и кинематический анализ
сферических механизмов . 67
2.4. Анализ динамических свойств
сферического механизма
параллельной структуры
и разработка алгоритма управления 78
2.5. Построение экспериментальных образцов
поступательно-направляющих
и сферических механизмов
и области их применения . 82
Литература 87
4 Содержание
Глава 3. СИНТЕЗ, АНАЛИЗ И УПРАВЛЕНИЕ МЕХАНИЗМАМИ
С ТРЕМЯ КИНЕМАТИЧЕСКИМИ ЦЕПЯМИ
ДЛЯ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Носова Н.Ю., Глазунов В.А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.1. Структурно-геометрический синтез механизмов
с тремя кинематическими цепями
и различным числом степеней свободы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.2. Кинематический анализ механизма
с тремя кинематическими цепями
и различным числом степеней свободы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
3.3. Динамический анализ механизма
с тремя кинематическими цепями
и управление им . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
3.4. Элементы конструкции
экспериментальной модели
механизма с тремя кинематическими цепями
для аддитивных технологий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Глава 4. СИНТЕЗ НОВОГО МЕХАНИЗМА
ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ 3 × 2
С ПОЛНОЙ ГРУППОВОЙ
КИНЕМАТИЧЕСКОЙ РАЗВЯЗКОЙ
Тывес Л.И. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Глава 5. РАЗРАБОТКА НОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
ДЛЯ СОВРЕМЕННЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ,
ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ,
МЕДИЦИНСКИХ, АДДИТИВНЫХ
И ДИАГНОСТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
Глазунов В.А., Филиппов Г.С.,
Петраков А.А., Царьков А.В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Глава 6. НОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ПРОТЕЗОВ РУК И
ДВУРУКИХ РОБОТОВ
Воробьев Е.И. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
6.1. Целеуказание положения предмета
и осуществление переносных движений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
6.2. Определение управляющих сил
при выводе схвата манипулятора
в заданную точку пространства
с заданной скоростью . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
6.3. Осуществление ориентирующих движений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.4. Осуществление захвата объектов
различной формы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
6.4.1. Протез кисти руки с пневмоприводом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
6.4.2. Дистанционное управление
протезом руки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Содержание 5
6.5. Алгоритм управления
пальцами протеза руки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
6.6. Очувствление протеза руки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
6.7. Двурукие роботы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Глава 7. НОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ РОБОТ-ШАРОВ,
ПРИВОДИМЫХ В ДВИЖЕНИЕ
ВНУТРЕННИМИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯМИ
ЗВЕНЬЕВ
Соколов С.В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
7.1. Сфероробот с роторно-инерционным
движителем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
7.2. Сфероробот с внутренней омниплатформой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Глава 8. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
С УПРАВЛЯЕМОЙ УПРУГОЙ
ДЕФОРМАЦИЕЙ
Гаврюшин С.С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
8.1. Способы реализации механического движения
и силового воздействия на объект . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
8.2. Принцип действия и основные виды
упругих манометрических элементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
8.3. Математическая модель для анализа
больших прогибов гибких
осесимметричных оболочек . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
8.4. Уравнения, описывающие
осесимметричную деформацию
тонкостенных оболочек . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
8.5. Алгоритм сведения нелинейной
краевой задачи к системе нелинейных уравнений
и задаче Коши . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
8.6. Исполнительные робототехнические механизмы
с релейной упругой характеристикой
и нетрадиционными способами перемещения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Глава 9. НОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
КОСМИЧЕСКОЙ РОБОТОТЕХНИКИ
Саяпин С.Н. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
6 Содержание
Глава 10. НОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ ВИБРАЦИОННЫХ
ВНУТРИТРУБНЫХ РОБОТОВ
Яцун С.Ф. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
10.1. Механическая модель робота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
10.2. Математическая модель
вибрационного робота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
10.3. Результаты моделирования
движения робота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
10.4. Экспериментальные исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
Глава 11. МЕХАНИЗМЫ КОНВЕРТОПЛАНОВ
Яцун С.Ф., Емельянова О.В., Ефимов С.В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
11.1. Кинематический анализ конвертоплана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
11.2. Определение сил, действующих
на конвертоплан . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
11.3. Математическая модель движения
конвертоплана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
11.4. Моделирование движения
конвертоплана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
11.5. Экспериментальные исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Глава 12. РАЗРАБОТКА РОБОТОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ
ДЛЯ СОВМЕСТНОГО ОТНОСИТЕЛЬНОГО
МАНИПУЛИРОВАНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ
Пащенко В.Н. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
12.1. Структурный синтез механизмов совместного
относительного манипулирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
12.2. Структуры механизмов совместного относительного
манипулирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
12.3. Решение прямой задачи о положениях
механизма совместного относительного
манипулирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
12.3.1. Решение прямой задачи о положениях
механизма совместного относительного
манипулирования, включающего
шестизвенный и поворотный механизм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
12.3.2. Решение прямой задачи о положениях
механизма параллельной структуры
с тремя приводными парами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
12.3.3. Решение прямой задачи о положениях
механизма совместного относительного
манипулирования, включающего
пятизвенный и поворотный механизм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Содержание 7
12.4. Проверка решение прямой задачи
о положениях механизма совместного
относительного манипулирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
12.5. Экспериментальное исследование механизма
совместного относительного манипулирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Глава 13. НОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ ДВУНОГИХ
И МНОГОНОГИХ ШАГАЮЩИХ РОБОТОВ
Горобцов А.С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
13.1. Методы синтеза управления шагающими роботами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
13.2. Реализация методов синтеза управления
шагающими роботами на натурных
и виртуальных образцах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314