Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (786394), страница 3

Файл №786394 Диссертация (Теоретические и экспериментальные исследования динамики и управления некоторых систем с качением) 3 страницаДиссертация (786394) страница 32019-03-12СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Максимальная степень защиты внутренних функциональных элементов и внешних рабочих органовмобильных роботов существенно повышает сложность конструкции, массогабаритные характеристики, что негативно сказывается на маневренности,эффективности и точности позиционирования мобильных робототехническихсистем при реализации алгоритмов управления. Таким образом, актуальнымявляется создание транспортных средств, в которых изначально конструкционно заложена высокая степень защиты внутреннего пространства благодаряминимальному количеству внешних рабочих органов.Сферические роботы обладают значительными преимуществами по сравнению с традиционными колесными или ходящими роботами: защищённостьсистемы управления и конструктивных элементов робота от механическихвоздействий или неблагоприятных условий внешней окружающей среды; подвижность внутренних приводных механизмов не зависит от условий поверхности, по которой движется сферическая оболочка; омнинаправленность, т.е.способность двигаться в любом направлении, без дополнительных маневров;меньшая сила давления на поверхность, что позволяет двигаться сферороботупо сыпучим материалам, снегу и воде.

Одним из перспективных направленийразработки сферических роботов является их потенциальная возможность перемещаться из одной среды в другую, например по воде и по суше, существенно расширяя область использования мобильных роботов.Следует отметить, что большинство работ, посвящённых сферическим роботам, ограничивается рассмотрением кинематических моделей, в виду сложности динамики подобных систем и отсутствием универсальных моделей трения, пригодных для описания контактного взаимодействия.

Задача движениятвердого тела по неподвижной опорной поверхности относиться к числу классических задач динамики твердого тела, однако, построить общие интегралыуравнений движения и получить качественные выводы о динамике тел исследователям удалось лишь в частных случаях. Существенный вклад в развитиеотечественных современных исследований внесли В.В. Козлов, А.П. Иванов,15В.Ф. Журавлев, Ю.

И. Неймар, Н.А. Фуфаев, А.В. Карапетян, А.В. Борисов,И.С. Мамаев и др. Основное отличие подходов исследователей - это выборматематической модели взаимодействия движущегося тела и опорной поверхности: движение по абсолютной гладкой плоскости, движение по абсолютношероховатой плоскости, сухое трение на площадке контакта, вязкое трениеи т.п. Обзор работ по исследованию динамики качения шара по шероховатойплоскости, а также модели сил трения, и основанные на них модели динамикишара представлены в работах П.К. Плотникова [36] и М.В. Ишханян [35].Однако, разработанные модели взаимодействия, в виду их сложности, в явномвиде не могут быть использованы при расчете управляющих воздействий изуравнений движения с учетом трения. На практике, данная проблема решается использованием в системах управления информации с датчиков обратнойсвязи и различного рода регуляторов.1.2.

Анализ конструкций сферических роботовПервые модели сферороботов появились ещё в конце двадцатого века, ав течении последнего десятилетия создано более десятка различных моделей,реализующих различные принципы приведения сферической оболочки в движение. Прототипами современных сферороботов являются самодвижущиесямеханические игрушки в форме сферы, появившиеся ещё в конце девятнадцатого столетия [21]. Наиболее полный обзор и анализ существующих конструкций сферических роботов на русском языке представлен в работе [20].Ж.

Винцент и Р. Армур в работе [22] одними из первых привели классификацию сферических роботов в тесной взаимосвязи с существующими в природеспособами качения, провели анализ действующих моделей и сравнили их достоинства и недостатки. В работе финских учёных Т. Иликорпи и Ю.Суомела[21] представлен анализ патентов, посвящённых созданию самодвижущихся16сферических игрушек, сферических транспортных средств и мобильных платформ, в том числе тех, внутри которых может находится человек. Представленанализ движителей и приводных механизмов, а также источников энергии,необходимых для приведения сфероробота в движение и управления.Все известные способы приведения в движение сферических роботовможно разделить на четыре группы:1) за счёт изменения положения центра масс;2) за счёт изменения гиростатического (кинетического) момента;3) за счёт изменения формы (деформации) сферической оболочки;4) комбинации предыдущих трёх групп.Роботы, приводные механизмы которых относятся к первой группе, наиболее распространены.

Для перемещения центра масс внутри сферическойоболочки используются такие варианты как система маятникового типа[26–29, 53], слайдеры или полозья, по которым движется масса [30, 31], различные тележки, катающиеся внутри шара [23, 24, 60]. В рассмотренных работах представлены не только теоретические модели движения, но и рассмотрены реальные конструкции и результаты экспериментальных исследований,направленных на изучение траекторий движения сферических роботов.Сферороботы второй группы, передвигаются за счёт создания переменного гиростатического (кинетического) момента [32–34, 42, 43, 61, 64], то естьдля управления шаром используется гиростатический эффект. Данный принцип исследовался многими учеными, в частности показана алгебраическаяуправляемость этой системы, получены законы управления [42, 43, 46, 64].

Ихработы основаны на задаче о качении уравновешенного динамически несимметричного шара по плоскости, поставленной ещё в конце XIX века С. А.Чаплыгиным [47]. Следует отметить, что в теории сферические роботы дан17ной группы обладают повышенной маневренностью и подвижностью, что напрактике требует от исполнительных механизмов (движителей) оптимальногосоотношения параметров: минимальной массы, максимального момента инерции. Двигатели и управляющая электроника должны обеспечивать максимально возможные ускорения на максимальном моменте.Третья группа, также развивающаяся в последнее время, реализуется засчёт деформации сферической оболочки [48].

Имея деформируемую оболочку, сфероробот может перемещаться и отрываться от поверхности, воспроизводя прыжок.Также следует отметить работы посвящённые созданию мобильных роботов с изменяемым способом передвижения, в особенности тех, для которых одним из способов передвижения (как правило, основным) является качение. В 2011г. норвежским инженером К.

Халворсеном [19] создан робот—трансформер, способный передвигаться как паук—гексапод, но для более скоростных перемещений по ровной поверхности робот трансформируется в сферу. Другой вариант комбинированного робота предложен в работе [79]. Сферическая оболочка данного робота имеет выдвижной сферический сегмент,который используется для преодоления препятствий.Далее рассмотрим конструкцию сферического робота с внутренней омниколесной платформой, разработанного в лаборатории Нелинейного анализа иконструирования новых средств передвижения.1.3.

Сферический робот с внутренней омниколеной платформой1.3.1. Описание конструкцииСферический робот действует на основе относительного движения несбалансированных масс, находящихся внутри полой сферы. Подвижный груз, перемещающийся по внутренней сферической поверхности, выполнен в виде18подвижной платформы на омниколесах (омнитележки). Сфероробот с омнидвижителем предназначен для перемещения по горизонтальной, наклоннойплоской поверхности, а также по поверхности с небольшими препятствиями.Движение сфероробота происходит за счет создания движущей силы (момента) при вращении омниколес платформы. Омниколеса опираются роликами на внутреннюю поверхность сферической оболочки и при вращении вызывают качение сферы по наружной опорной поверхности. Главной особенностью омниколесной платформы является то, что она способна осуществлятьтак называемое всенаправленное движение.

Направление движения платформы внутри сферы и самой сферы по опорной поверхности определяется соотношениями скоростей и направлений вращения омниколес. Сфероробот сомниколесной платформой способен выполнять сложные движения на плоскости, отрабатывать траектории движения, которые для других типов движителей являются невозможными. Например, он способен в любой точке траектории изменить направление движения на любое другое.Экспериментальная модель сфероробота была разработана, спроектирована и изготовлена для экспериментального исследования возможностей управляемого движения сфероробота.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее