Створення моделі руху робота с п’ятьма ступенями свободи для складського приміщення

Анотація

Об’єктом дослідження є математична модель, що описує рух робота з п’ятьма ступенями свободи для складського приміщення. Робота була направлена на аналіз кінематичної структури маніпулятора, на основі якого було обрано базову та локальні системи координат, а також подальше проведення формалізованого запису рівнянь кінематики в матричному вигляді. Зазначено, що одним з найбільш проблемних місць є те що, алгоритми управління роботом найчастіше містять локальні правила взаємодії роботів між собою та зовнішнім середовищем, а емерджентна поведінка, що виявляється в результаті застосування цих правил, не має формального опису. Тому важливим є модернізація моделей, що описують рух робота з п’ятьма ступенями свободи для складського приміщення. За допомогою матричного методу описано послідовність побудови систем координат та наведено його математичний опис, що дозволить в перспективі усунути даний недолік. Комп’ютерна реалізація розроблених алгоритмів проводилася з використанням методів обробки матричних структур даних. Представлено принцип побудови кінематичної моделі робота, за допомогою якого отримано основні матриці перетворення координат робота з п’ятьма ступенями свободи, показана можливість обліку величини зазорів в суглобах. Отримано результуючу модель, яка пропонується для використання при побудові алгоритмів управління роботом з автоматичним вибором зазору, а також при калібруванні робота. Це пов’язано з тим, що запропонована модель має ряд особливостей, зокрема, враховуються базова система координат і система координат кожної ланки робота з п’ятьма ступенями свободи. Завдяки цьому забезпечується можливість отримання значень показників для проекції вектору положення робота в початковому стані, в повороті четвертої ланки на чітко визначений кут та у випадку вертикально випрямленого маніпулятора. У порівнянні з аналогічними відомими дослідженнями, це забезпечує такі переваги, як мінімізацію помилок по положенню, швидкості та точності руху.