Abstract
The paper presents a technique for solving the problems of kinematic and dynamic analysis of the model industrial robot and reveals the effects of applying the suggested technique to a three-tier manipulator. The study has proved the expediency of Mathcad in solving the problems of kinematic and dynamic analysis, modeling the motion of the manipulator, as well as synthesis and analysis of the gripper trajectories of the model industrial robot. This technique can be applied to solve both direct and inverse kinematics problems, determine the boundaries of the gripper reach and perform mathematical modeling of the manipulator motion. The projected path of the manipulator is supplied with the required forces and moments in the kinematic pairs. The solution process is divided into simple computational procedures. The transformation of matrices, differentiation, as well as solution of differential and transcendental equations is performed due to the inbuilt functions and operators of the Mathcad application package. The suggested method does not require writing, debugging and testing programs. Problems of the kinematic and dynamic analysis of the manipulator are solved quicker and with fewer errors. The suggested technique is useful in designing robotic systems and synthesizing optimal trajectories of a singular point.
Highlights
ВведениеВ настоящее время для обучения и научно-исследовательских проектов студентов, обучающихся по специальностям робототехника и механотроника, широко используются роботы Lego Mindstorms NXT [1–3].
Стандартная методика кинематического и динамического анализа манипулятора состоит из следующих этапов: 1) составление математической модели манипулятора; 2) разработка программного обеспечения; 3) определение начальных условий; 4) математическое моделирование движения манипулятора; 5) анализ и обработка полученных результатов.
При курсовом и дипломном проектировании студентам специальности «Роботомеханические системы и комплексы» необходимо выполнить кинематический и динамический анализ манипулятора модели промышленного робота (МПР).
Summary
В настоящее время для обучения и научно-исследовательских проектов студентов, обучающихся по специальностям робототехника и механотроника, широко используются роботы Lego Mindstorms NXT [1–3]. Стандартная методика кинематического и динамического анализа манипулятора состоит из следующих этапов: 1) составление математической модели манипулятора; 2) разработка программного обеспечения; 3) определение начальных условий; 4) математическое моделирование движения манипулятора; 5) анализ и обработка полученных результатов. При курсовом и дипломном проектировании студентам специальности «Роботомеханические системы и комплексы» необходимо выполнить кинематический и динамический анализ манипулятора модели промышленного робота (МПР). На основе полученных данных и требуемого закона движения нагрузки проводится синтез и расчет параметров траектории схвата манипулятора. При решении задач кинематического и динамического анализа с помощью ЭВМ требуются программы численного решения трансцендентных уравнений и дифференциальных уравнений, коэффициенты которых являются функциями времени. У большинства студентов создание алгоритмов решения трансцендентных и дифференциальных уравнений, синтез и отладка программы, корректное задание начальных условий вызывает трудности. Возникла необходимость создания метода для решения подзадач кинематического и динамического анализа манипулятора, с использованием стандартного пакета прикладных программ, обеспечивающего эффективное проектирование МПР
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
