Метод аналітичного опису та моделювання робочого простору маніпуляційного робота

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.246533

Ключові слова:

маніпуляційний робот, межа робочого простору, елементарна поверхня, логічна функція

Анотація

Розроблено метод аналітичного опису робочих просторів маніпуляційних роботів у вигляді логічної функції. Під робочим простором розуміється робоча зона чи зона досяжності маніпуляційного робота. Розглянуто приклад опису робочого простору маніпуляційного робота, що має сім обертальних ступенів рухливості.

Технологічні процеси в роботизованих виробництвах можуть бути пов'язані з позиціонуванням схвата, в необхідних точках, із заданими координатами або з виконанням руху робочого органу вздовж заданих траєкторій, які також можна визначити за допомогою необхідних точок із заданими координатами. Необхідною умовою виконання маніпуляційним роботом заданого процесу є умова охоплення робочим простором усіх необхідних точок позиціонування.

Для вирішення цієї проблеми запропоновано метод, в якому використовується аналіз кінематичної схеми маніпуляційного робота, для отримання графічного зображення робочого простору з метою виявлення граничних поверхонь, а також визначення додаткових поверхонь. Робочий простір обмежується безліччю граничних поверхонь, додаткові поверхні необхідні для виділення частин робочого простору. Задаючи кожну поверхню логічною функцією, описують робочий простір частинами. Далі отримані частини об'єднують логічним виразом, що представляє собою диз'юнктивну нормальну форму логічних функцій, що є аналітичним описом робочого простору.

Перевірку відповідності отриманого аналітичного опису вихідному графічному образу робочого простору виконують моделюванням диз'юнктивної нормальної форми логічних функцій в MatLab (США).

Біографії авторів

Akambay Beisembayev, Satbayev University

PhD, Associate Professor

Department of Automation and Сontrol

Anargul Yerbossynova, Satbayev University

Doctoral Student

Department of Automation and Сontrol

Петр Николаевич Павленко, Національний авіаційний університет

Доктор технічних наук, професор

Кафедра прикладної механіки та інженерії матеріалів

Mukhit Baibatshayev, Satbayev University

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor

Department of Automation and Сontrol

Посилання

  1. Rastegar, J., Fardanesh, B. (1990). Manipulation workspace analysis using the Monte Carlo Method. Mechanism and Machine Theory, 25 (2), 233–239. doi: https://doi.org/10.1016/0094-114x(90)90124-3
  2. Ceccarelli, M., Liang, C. (2013). A formulation for automatic generation of workspace boundary of N-R manipulators. International Journal of Mechanisms and Robotic Systems, 1 (1), 2. doi: https://doi.org/10.1504/ijmrs.2013.051286
  3. Madrid, E., Ceccarelli, M. (2014). Numerical solution for designing telescopic manipulators with prescribed workspace points. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 30 (2), 201–205. doi: https://doi.org/10.1016/j.rcim.2013.09.013
  4. Cao, Y., Lu, K., Li, X., Zang, Y. (2011). Accurate Numerical Methods for Computing 2D and 3D Robot Workspace. International Journal of Advanced Robotic Systems, 8 (6), 76. doi: https://doi.org/10.5772/45686
  5. Liu, Z., Liu, H., Luo, Z., Zhang, X. (2013). Improvement on Monte Carlo method for robot workspace determination. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 44 (1), 230–235. doi: https://doi.org/10.6041/j.issn.1000-1298.2013.01.043
  6. Burlіbay, A. A., Beisembaev, A. A., Wójcik, W. (2014). Description of the manipulator robot’s workspaces with three mobility degrees in the form of the logical expressions. PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, 90 (8), 25–29. Available at: http://pe.org.pl/articles/2014/8/6.pdf
  7. Li, J., Zhao, F., Li, X., Li, J. (2016). Analysis of robotic workspace based on Monte Carlo method and the posture matrix. 2016 IEEE International Conference on Control and Robotics Engineering (ICCRE). doi: https://doi.org/10.1109/iccre.2016.7476145
  8. Peidró, A., Reinoso, Ó., Gil, A., Marín, J. M., Payá, L. (2017). An improved Monte Carlo method based on Gaussian growth to calculate the workspace of robots. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 64, 197–207. doi: https://doi.org/10.1016/j.engappai.2017.06.009
  9. Jauer, P., Kuhlemann, I., Ernst, F., Schweikard, A. (2016). GPU-based real-time 3D workspace generation of arbitrary serial manipulators. 2016 2nd International Conference on Control, Automation and Robotics (ICCAR). doi: https://doi.org/10.1109/iccar.2016.7486698
  10. Zhao, Z., He, S., Zhao, Y., Xu, C., Wu, Q., Xu, Z. (2018). Workspace Analysis for a 9-DOF Hyper-redundant Manipulator Based on An Improved Monte Carlo Method and Voxel Algorithm. 2018 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA). doi: https://doi.org/10.1109/icma.2018.8484734
  11. Zhu, J., Tian, F. (2018). Kinematics Analysis and Workspace Calculation of a 3-DOF Manipulator. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 170, 042166. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/170/4/042166
  12. Fu, G., Tao, C., Gu, T., Lu, C., Gao, H., Deng, X. (2020). A Workspace Visualization Method for a Multijoint Industrial Robot Based on the 3D-Printing Layering Concept. Applied Sciences, 10 (15), 5241. doi: https://doi.org/10.3390/app10155241

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-21

Як цитувати

Beisembayev, A., Yerbossynova, A., Павленко, П. Н., & Baibatshayev, M. (2021). Метод аналітичного опису та моделювання робочого простору маніпуляційного робота . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(7 (114), 12–20. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.246533

Номер

Том 6 № 7 (114) (2021): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Akambay Beisembayev, Anargul Yerbossynova, Petro Pavlenko, Mukhit Baibatshayev

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.