|
DOI: 10.14489/vkit.2022.07.pp.021-029
Притыкин Ф. Н.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИПЕРПОВЕРХНОСТЕЙ, ОТРАЖАЮЩИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЗМА АНДРОИДНОГО РОБОТА
(с. 21-29)
Аннотация. Предложен способ, который позволяет осуществить модернизацию методики построения движений манипуляторов по вектору скоростей, частично исключающий в процессе компьютерного моделирования перемещений возникновение тупиковых ситуаций. Разработанный алгоритм основан на использовании базы данных, характеризующей значения кинематических параметров, задающих допустимые мгновенные состояния механизма манипулятора при различных его положениях. Выполнено графическое представление гиперповерхности, отражающей взаимосвязь указанных кинематических параметров и значений обобщенных координат. Предложен способ определения кинематических параметров в синтезе движений механизмов манипуляторов в организованных средах, позволяющий сократить время вычислений промежуточных конфигураций на заданной траектории выходного звена и частично исключить возникновение тупиковых ситуаций.
Ключевые слова: механизмы манипуляторов; мгновенные состояния механизмов; вектор обобщенных скоростей; компьютерное моделирование движений роботов; робототехника; выходное звено.
Pritykin F. N.
SIMULATION OF HYPERSURFACES BASED ON THE DATABASE OF KINEMATIC PARAMETERS OF THE ANDROID ROBOT MECHANISM
(pp. 21-29)
Abstract. The paper proposes a method that allows the modernization of the methodology for constructing manipulator movements according to the velocity vector, which makes it possible to exclude the occurrence of deadlocks in the process of computer simulation of movements. The developed algorithm is based on the use of a database characterizing the values of kinematic parameters that set the permissible instantaneous states of the manipulator mechanism at its various positions. A graphical representation of the hypersurface reflecting the relationship of these kinematic parameters from the values of generalized coordinates is performed. Based on this a method for determining kinematic parameters in the synthesis of movements of manipulator mechanisms in organized environments is proposed, which reduces the calculation time of intermediate configurations on a given trajectory of the output link and partially eliminates the occurrence of deadlocks. The results of the computer simulation of the movement of the arm and torso of the android robot on the criterion of minimization of the volume of movement, as well as movement taking into account the position of the forbidden zone with the overcoming of the deadlock situation are presented. The conducted studies can be used in the development of information and control complexes of mobile objects, in particular in the development of intelligent control systems for autonomously functioning robots in organized environments.
Keywords: Manipulator mechanisms; Instantaneous states of mechanisms; Vector of generalized velocities; Computer simulation of robot movements; Robotics; Output link.
Ф. Н. Притыкин (Омский государственный технический университет, Омск, Россия) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
F. N. Pritykin (Omsk State Technical University, Omsk, Russia) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
1. Whitney D. E. The Mathematics of Coordinated Control of Prosthetic Arms and Manipulators // Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. 1972. № 94(4).P. 303 – 309.
2. Кобринский А. А., Кобринский А. Е. Манипуляционные системы роботов. М.: Наука, 1985. 343 с.
3. Корендясев А. И., Саламандра Б. Л., Тывес Л. И. Манипуляционные системы роботов. М.: Машиностроение, 1989. 472 с.
4. Ескенин Р. Н. Минимизация объема движения манипуляционной системы, перемещающейся в неоднородной среде // Омский научный вестник. 2008. № 4(73). С. 44 – 48.
5. Притыкин Ф. Н. Виртуальное моделирование движений роботов, имеющих различную структуру кинематических цепей. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2014. 172 с.
6. Pritykin F. N., Nebritov V. I. Studying Tolerance Range of Generalized Velocities Vector under Android Motion Synthesis // Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). 15 – 17 November 2016. Omsk, Russia, 2016.
7. Притыкин Ф. Н., Хомченко В. Г., Янишевская А. Г., Небритов В. И. Визуализация линейных смещений узловых точек при реализации мгновенных состояний различных конфигураций руки андроидного робота // Геометрия и графика. 2019. Т. 7, № 3. С. 51 – 60.
8. Притыкин Ф. Н., Небритов В. И. Способ преодоления тупиковых ситуаций при движении до целевой точки по произвольной траектории центра выходного звена // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2019. № 12(186). С. 3 – 10.
9. Корендясев А. И., Саламандра Б. Л., Тывес Л. И. Определение числа степеней свободы исполнительного органа промышленного робота // Машиноведение. 1985. № 6. С. 44 – 53.
10. Волков В. Я., Юрков В. Ю., Панчук К. Л., Кайгородцева Н. В. Курс начертательной геометрии на основе геометрического моделирования. Омск: Изд-во СибАДИ, 2010. 253 с.
11. Волков В. Я., Чижик М. А. Графические оптимизационные модели многофакторных процессов. Омск: Омский государственный институт сервиса, 2009. 101 с.
12. Иванов Г. С. Теоретические основы начертательной геометрии: учеб. пособие. М.: Машиностроение, 1998. 158 с.
13. Филиппов П. В. Начертательная геометрия многомерного пространства и ее приложения. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1979. 280 с.
14. Юрков В. Ю., Волков В. Я., Куликова О. М. Инженерная геометрия и основы геометрического моделирования: учеб. пособие. Омск: ОГИС, 2005. 119 с.
15. Радищев В. П. О применении геометрии четырех измерений к построению разновесных физико-химических диаграмм // Изв. сектора физ.-хим. анализа. 1947. Т. 15. С. 129 – 134.
16. Конопацкий Е. В. Подход к построению геометрических моделей многофакторных процессов многомерной интерполяции // Программная инженерия. 2019. Т. 10, № 2. С. 77 – 86.
17. Конопацкий Е. В. Моделирование аппроксимирующего 16-точечного отсека поверхности отклика применительно к решению неоднородного уравнения теплопроводности // Геометрия и графика. 2019. Т. 7, № 2. С. 38 – 45. DOI: 10.12737/article_5d2c1a551a22c5.12136357.
18. Конопацкий Е. В., Крысько А. А., Бумага А. И. Вычислительные алгоритмы моделирования одномерных обводов через k наперед заданных точек // Геометрия и графика. 2018. № 3. С. 20 – 32. DOI: 10.12737/article_ 5bc457ece18491.72807735.
1. Whitney D. E. (2010). The Mathematics of Coordinated Control of Prosthetic Arms and Manipulators. Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, 94, (4), pp. 303 – 309.
2. Kobrinskiy A. A., Kobrinskiy A. E. (1985). Manipulation systems of robots. Moscow: Nauka. [in Russian language]
3. Korendyasev A. I., Salamandra B. L., Tyves L. I. (1989). Manipulation systems of robots. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
4. Eskenin R. N. (2005). Minimizing the volume of movement of a manipulation system moving in an inhomogeneous medium. Omskiy nauchniy vestnik, 73, (4), pp. 44 – 48. [in Russian language]
5. Pritykin F. N. (2014). Virtual simulation of movements of robots with different structures of kinematic chains. Omsk: Izdatel'stvo OmGTU. [in Russian language]
6. Pritykin F. N., Nebritov V. I. (2016). Studying Tolerance Range of Generalized Velocities Vector under Android Motion Synthesis. Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines, pp. 15 – 17.
7. Pritykin F. N., Homchenko V. G., Yanishevskaya A. G., Nebritov V. I. (2019). Visualization of linear displacements of nodal points in the implementation of instantaneous states of various configurations of the android robot's hand. Geometriya i grafika, Vol. 7, (3), pp. 51 – 60. [in Russian language]
8. Pritykin F. N., Nebritov V. I. (2019). A method for overcoming deadlock situations when moving to a target point along an arbitrary trajectory of the center of the output link. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, 186(12), pp. 3 – 9. [in Russian language] DOI: 10.14489/vkit.2019.12.pp.003-009
9. Korendyasev A. I., Salamandra B. L., Tyves L. I. (1985). Determination of the number of degrees of freedom of the executive body of an industrial robot. Mashinovedenie, (6), pp. 44 – 53. [in Russian language]
10. Volkov V. Ya., Yurkov V. Yu., Panchuk K. L., Kaygorodtseva N. V. (2010). Descriptive geometry course based on geometric modeling. Omsk: Izdatel'stvo SibADI. [in Russian language]
11. Volkov V. Ya., Chizhik M. A. (2009). Graphic optimization models of multifactorial processes. Omsk: Omskiy gosudarstvenniy institut servisa. [in Russian language]
12. Ivanov G. S. (1998). Theoretical foundations of descriptive geometry: textbook. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
13. Filippov P. V. (1979). Descriptive geometry of multidimensional space and its applications. Leningrad: Izdatel'stvo Leningradskogo universiteta. [in Russian language]
14. Yurkov V. Yu., Volkov V. Ya., Kulikova O. M. (2005). Engineering geometry and basics of geometric modeling: textbook. Omsk: OGIS. [in Russian language]
15. Radishchev V. P. (1947). On the application of the geometry of four dimensions to the construction of equilibrium physicochemical diagrams. Izvestiya sektora fiziko-himicheskogo analiza, Vol. 15, pp. 129 – 134. [in Russian language]
16. Konopatskiy E. V. (2019). Approach to the construction of geometric models of multifactorial processes of multidimensional interpolation. Programmnaya inzheneriya, Vol. 10, (2), pp. 77 – 86. [in Russian language]
17. Konopatskiy E. V. (2019). Modeling an Approximating 16-Point Section of the Response Surface as Applied to the Solution of an Inhomogeneous Heat Conduction Equation. Geometriya i grafika, Vol. 7, (2), pp. 38 – 45. [in Russian language] DOI: 10.12737/article_5d2c1a551a22c5.12136357.
18. Konopatskiy E. V., Krys'ko A. A., Bumaga A. I. (2018). Computational algorithms for modeling one-dimensional contours through k predefined points. Geometriya i grafika, (3), pp. 20 – 32. [in Russian language] DOI: 10.12737/article_ 5bc457ece18491.72807735.
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/vkit.2022.07.pp.021-029
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/vkit.2022.07.pp.021-029
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»