Обґрунтування вимог до функціональних показників маніпуляторів мобільних робототехнічних комплексів розмінування

Автор(и)

  • Vasil Strutynsky Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-7167-0085
  • Volodymyr Kotsiuruba Інститут оперативного забезпечення та логістики Національний університет оборони України імені Івана Черняховського пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049, Україна https://orcid.org/0000-0001-6565-9576
  • Anatoliy Dovhopoliy Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049, Україна https://orcid.org/0000-0001-9227-9771
  • Oleh Husliakov Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049, Україна https://orcid.org/0000-0002-3893-9465
  • Radu Budianu Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049, Україна https://orcid.org/0000-0002-0267-4231
  • Oleksii Kolos Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049, Україна https://orcid.org/0000-0002-3682-8470
  • Iryna Hrechka Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0003-4907-9170

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.178466

Ключові слова:

мобільний робототехнічний комплекс, маніпулятор, протитанкова міна, вибухонебезпечні предмети, дистанційне знешкодження

Анотація

Запропоновано використання під час гуманітарного розмінування мобільних робототехнічних комплексів, що обладнані маніпуляторами на основі механізмів із паралельними кінематичними структурами. Розглянуті особливості конструкції та характеристик маніпуляторів. Установлені особливості оснащення маніпуляторів, які використовуються для безпосереднього маніпулювання об’єктами. Визначені геометричні та силові параметри різьбового з’єднання підривача з корпусом міни. Обґрунтована схема дії зусиль у різьбовому з’єднанні. Встановлені особливості виникнення силових реакцій різі при гравітаційному навантаженні підривача та при затягуванні різі. Проведено експериментальне визначення зусиль, які виникають при відгвинчуванні підривача протитанкової міни за допомогою маніпулятора. При вимірах використано спеціальне оснащення у вигляді набору спеціальних схватів. У результаті вимірів встановлені зусилля затягування різі та моментних навантажень, необхідних для відгвинчування підривача. Здійснено обґрунтування раціональних кінематичних і динамічних алгоритмів роботи маніпулятора в процесі відгвинчування підривача. Для цього здійснено виміри переміщень підривача при дії несиметричних силових та моментних навантажень. Проведені виміри параметрів циклічних навантажень необхідних для розфіксації різьбового з’єднання підривача і міни. Запропоновано спеціальний алгоритм динамічних навантажень підривача, який забезпечує раціональні умови його відгвинчування. Наведені результати експериментальних досліджень щодо дистанційного знешкодження вибухонебезпечних предметів та невибухнувших боєприпасів на прикладі протитанкової міни. Показано доцільність запропонованої технології гуманітарного розмінування територій, забруднених вибухонебезпечними предметами

Біографії авторів

Vasil Strutynsky, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, професор

Кафедра конструювання верстатів і машин

Volodymyr Kotsiuruba, Інститут оперативного забезпечення та логістики Національний університет оборони України імені Івана Черняховського пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049

Доктор технічних наук, професор

Кафедра оперативного та бойового забезпечення

Anatoliy Dovhopoliy, Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049

Доктор технічних наук, професор, головний науковий співробітник

Oleh Husliakov, Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049

Кандидат технічних наук, начальник науково-дослідної лабораторії

Науково-дослідна лабораторія розвитку наземних роботизованих комплексів (систем)

Radu Budianu, Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, провідний науковий співробітник

Науково-дослідний відділ розвитку озброєння та військової техніки загального призначення

Oleksii Kolos, Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України пр. Повітрофлотський, 28, м. Київ, Україна, 03049

Заступник начальника науково-дослідного відділу

Науково-дослідний відділ розвитку засобів інженерного озброєння та радіаційного, хімічного та біологічного захисту науково-дослідного управління розвитку озброєння та військової техніки спеціальних військ

Iryna Hrechka, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра теорії та систем автоматизованого проектування механізмів та машин

Посилання

  1. Ritzen, P., Roebroek, E., van de Wouw, N., Jiang, Z.-P., Nijmeijer, H. (2016). Trailer Steering Control of a Tractor–Trailer Robot. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 24 (4), 1240–1252. doi: https://doi.org/10.1109/tcst.2015.2499699
  2. Li, B., Fang, Y., Hu, G., Zhang, X. (2016). Model-Free Unified Tracking and Regulation Visual Servoing of Wheeled Mobile Robots. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 24 (4), 1328–1339. doi: https://doi.org/10.1109/tcst.2015.2495234
  3. Strutynskyi, S., Kravchu, V., Semenchuk, R. (2018). Mathematical Modelling of a Specialized Vehicle Caterpillar Mover Dynamic Processes Under Condition of the Distributing the Parameters of the Caterpillar. International Journal of Engineering & Technology, 7 (4.3), 40–46. doi: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.3.19549
  4. Meoni, F., Carricato, M. (2016). Design of Nonoverconstrained Energy-Efficient Multi-Axis Servo Presses for Deep-Drawing Applications1. Journal of Mechanical Design, 138 (6). doi: https://doi.org/10.1115/1.4033085
  5. Strutynsky, V. B., Hurzhi, A. A., Kolot, O. V., Polunichev, V. E. (2016). Determination of development grounds and characteristics of mobile multi-coordinate robotic machines for materials machining in field conditions. Scientific Bulletin of the National Mining University, 5 (155), 43–51.
  6. Kot, T., Babjak, J., Krys, V., Novak, P. (2014). System for automatic collisions prevention for a manipulator arm of a mobile robot. 2014 IEEE 12th International Symposium on Applied Machine Intelligence and Informatics (SAMI). doi: https://doi.org/10.1109/sami.2014.6822400
  7. Jiang, X., Cripps, R. J. (2015). A method of testing position independent geometric errors in rotary axes of a five-axis machine tool using a double ball bar. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 89, 151–158. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2014.10.010
  8. Qian, J., Zi, B., Wang, D., Ma, Y., Zhang, D. (2017). The Design and Development of an Omni-Directional Mobile Robot Oriented to an Intelligent Manufacturing System. Sensors, 17 (9), 2073. doi: https://doi.org/10.3390/s17092073
  9. Strutynskyi, S. V., Hurzhii, A. A. (2017). Definition of vibro displacements of drive systems with laser triangulation meters and setting their integral characteristics via hyper-spectral analysis methods. Scientific Bulletin of the National Mining University, 1, 75–81.
  10. Joe, H.-M., Oh, J.-H. (2018). Balance recovery through model predictive control based on capture point dynamics for biped walking robot. Robotics and Autonomous Systems, 105, 1–10. doi: https://doi.org/10.1016/j.robot.2018.03.004
  11. Jeong, H.-S., Cho, J.-R. (2016). Optimal design of head expander for a lightweight and high frequency vibration shaker. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 17 (7), 909–916. doi: https://doi.org/10.1007/s12541-016-0111-z
  12. Strutynskyi, S. V. (2018). Defining the dynamic accuracy of positioning of spatial drive systems through consistent analysis of processes of different range of performance. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 3, 64–73. doi: https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-3/13
  13. Marlow, K., Isaksson, M., Dai, J. S., Nahavandi, S. (2016). Motion/Force Transmission Analysis of Parallel Mechanisms With Planar Closed-Loop Subchains. Journal of Mechanical Design, 138 (6). doi: https://doi.org/10.1115/1.4033338
  14. Rybak, L., Gaponenko, E., Chichvarin, A., Strutinsky, V., Sidorenko, R. (2013). Computer-Aided Modeling of Dynamics of Manipulator-Tripod with Six Degree of Freedom. World Applied Sciences Journal, 25 (2), 341–346.
  15. Zhao, Y., Qiu, K., Wang, S., Zhang, Z. (2015). Inverse kinematics and rigid-body dynamics for a three rotational degrees of freedom parallel manipulator. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 31, 40–50. doi: https://doi.org/10.1016/j.rcim.2014.07.002
  16. Korayem, M. H., Dehkordi, S. F. (2018). Derivation of motion equation for mobile manipulator with viscoelastic links and revolute–prismatic flexible joints via recursive Gibbs–Appell formulations. Robotics and Autonomous Systems, 103, 175–198. doi: https://doi.org/10.1016/j.robot.2018.02.013
  17. Kot, T., Novák, P. (2018). Application of virtual reality in teleoperation of the military mobile robotic system TAROS. International Journal of Advanced Robotic Systems, 15 (1), 172988141775154. doi: https://doi.org/10.1177/1729881417751545
  18. Blanken, L., Boeren, F., Bruijnen, D., Oomen, T. (2017). Batch-to-Batch Rational Feedforward Control: From Iterative Learning to Identification Approaches, With Application to a Wafer Stage. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 22 (2), 826–837. doi: https://doi.org/10.1109/tmech.2016.2625309
  19. Ghotbi, B., González, F., Kövecses, J., Angeles, J. (2015). A novel concept for analysis and performance evaluation of wheeled rovers. Mechanism and Machine Theory, 83, 137–151. doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2014.08.017
  20. Alghooneh, M., Wu, C. Q., Esfandiari, M. (2016). A Passive-Based Physical Bipedal Robot With a Dynamic and Energy-Efficient Gait on the Flat Ground. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 21 (4), 1977–1984. doi: https://doi.org/10.1109/tmech.2016.2536757

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-09-17

Як цитувати

Strutynsky, V., Kotsiuruba, V., Dovhopoliy, A., Husliakov, O., Budianu, R., Kolos, O., & Hrechka, I. (2019). Обґрунтування вимог до функціональних показників маніпуляторів мобільних робототехнічних комплексів розмінування. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(7 (101), 42–50. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.178466

Номер

Том 5 № 7 (101) (2019): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Vasil Strutynsky, Volodymyr Kotsiuruba, Anatoliy Dovhopoliy, Oleh Husliakov, Radu Budianu, Oleksii Kolos, Iryna Hrechka

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.