Динамика прыгающего робота с вращающейся массой, оснащенного системой виброизоляции навесного оборудования
Диссертация
Разработана математическая модель плоского движения прыгающего робота и получены дифференциальные уравнения, описывающие как полет робота, так и режим его посадки на опорную поверхность. Разработан алгоритм численного интегрирования дифференциальных уравнений движения для случая, когда центр масс платформы совпадает с осью вращения внутренней массы, и получена карта параметров, обеспечивающих… Читать ещё >
Содержание
- 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 1. 1. Классификация вибрационных микророботов
- 1. 2. Обзор конструктивных схем вибрационных мобильных роботов с внутренней подвижной массой
- 1. 2. 1. Описание конструкции робота с поступательно движущейся внутренней массой, управляемой электромагнитным приводом
- 1. 2. 2. Описание виброробота с внутренней массой, управляемой электромеханическим приводом
- 1. 2. 3. Виброробот с вращающейся массой
- 1. 3. Робот, движущийся за счет периодической деформации корпуса
- 1. 4. Анализ конструкций вибророботов с навесным оборудованием
- 1. 5. Основные типы виброзащитных систем
- 1. 6. Цель и задачи диссертации
- 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРЫГАЮЩЕГО РОБОТА
- 2. 1. Общие предпосылки, гипотезы и допущения
- 2. 2. Обобщенная расчетная схема прыгающего робота с одной вращающейся массой
- 2. 3. Математическое моделирование прыгающего вибрационного робота с вращающейся массой
- 2. 4. Анализ результатов моделирования движения вибрационного прыгающего робота
- Выводы по второй главе
- 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРЫГАЮЩЕГО РОБОТА С СИСТЕМОЙ ПАССИВНОЙ И АКТИВНОЙ ВИБРОЗАЩИТЫ НАВЕСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
- 3. 1. Расчетная схема робота, оснащенного пассивбной противоударной системой
- 3. 2. Алгоритм интегрирования и результаты численного моделирования
- 3. 3. Исследование движения робота с навесным оборудованием
- 3. 4. Исследование активной виброзащитной системы навесного оборудования
- 3. 5. Исследование влияния внешних возмущений на работу системы виброзащиты
- Выводы по третьей главе
- 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АКТИВНОЙ ВИБРОЗАЩИТЫ НАВЕСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ДВИЖЕНИЯ ПРЫГАЮЩЕГО РОБОТА
- 4. 1. Описание экспериментального стенда для исследования активной виброзащитной системы
- 4. 2. Расчет параметров электродинамического привода активной виброзащитной системы
- 4. 3. Описание экспериментального стенда для изучения движения прыгающего робота
- 4. 4. Расчет на прочность элемента пассивной противоударной системы
- 4. 5. Моделирование вращательного движения дебаланса с электроприводом ограниченной мощности
- Выводы по четвертой главе
Список литературы
- Алабужев, П.М. Виброзащитные системы с квазинулевой жесткостью Текст. / П. М. Алабужев // Москва: Машиностроение, 1989. -96 с.
- Алабужев, П.М. Упругие системы пониженной жесткости как мера защиты подвижного состава от импульсного воздействия пути Текст. / П. М. Алабужев, И. С. Никифоров, В. Б. Олимпиади // Материалы конференции по силовым импульсным системам. Новосибирск, 1969.
- Андрейчиков, A.B. Пневматические системы виброизоляции водителя Текст. / A.B. Андрейчиков, О. С. Кочетов // Автомобильная промышленность, 1986. № 8. — С. 16−19.
- Анилович, Т.Д. Конструирование и расчет сельскохозяйственных тракторов Текст. / Т. Д. Анилович, Ю. Т. Водолажченко // Москва: Машиностроение, 1976. 456 с.
- Антипов, В. А. Научные основы расчета и проектирования упругодемпферных опор сухого трения агрегатов и узлов транспортных систем Текст. / В. А. Антипов // Диссертация доктора технических наук, 2005.
- Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Том 1 Текст. / В. И. Анурьев // Изд. 5-е, испр. и доп. Москва: Машиностроение, 1979. — 728 с.
- A.c. СССР № 1 377 480. Пневматическая рессора / A.B. Андрейчиков, Т. Д. Ходакова // Бюллетень открытий и изобретений, 1988. — № 8.
- A.c. СССР № 1 335 748. Пневматический упругий элемент / A.B. Андрейчиков, Т. Д. Ходакова // Бюллетень открытий и изобретений, 1987. -№ 33.
- A.c. СССР № 261 926— Пневматический упругий элемент / К. И. Гвинерия, Г. Д. Джохадзе // Бюллетень открытий и изобретений, 1971. № 34.
- Ю.Бабаков, И. М. Теория колебаний Текст. / И. М. Бабаков // Москва: Наука, 1968. 560 с.
- П.Бабицкий, В. И. Теория виброударных систем Текст. / В. И. Бабицкий // Москва: Наука, 1978. 352 с.
- Балагула, В .Я. Исследование одной активной системы виброзащиты для самоходных колесных машин Текст.: в кн.: Виброзащита человека-оператора и колебания в машинах / В. Я. Бал агула, М. М. Гайцгори // Москва: Наука, 1977. С. 17−22.
- Банди, Б. Основы линейного программирования Текст.: пер. с англ. / Б. Банди // Москва: Радио и связь, 1989. — 176 с.
- Белоусов, А.И. Релаксационная газостатическая подвеска для защиты оператора от вибрационных и ударных нагрузок Текст.: в кн.: Методы и средства виброзащиты человека /А.И. Белоусов, И. П. Токарев, Д. Е. Чегодаев //Москва: Наука, 1977. С. 89 93.
- Беляев, О.М. О стабилизации уровня пневматического активного виброизолятора при низкочастотном воздействии Текст.: в кн.: Методы и средства виброзащиты человека / О. М. Беляев, К. А. Выговский, И. Б. Филлипов // Москва: Наука, 1977. С. 84 — 88.
- Бенсуан, А. Импульсное управление и квазивариционные неравенства Текст. / А. Бенсуан, Ж. Лионе // Москва: Наука, 1987. 596 с.
- Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического регулирования Текст. / В. А. Бесекерский, Е. А. Попов // Москва: Наука, 1972. 767 с.
- Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического управления Тест.: серия: Специалист / В. А. Бесекерский, Е. П. Попов // Изд. 4-е, испр. и доп. Санкт-Петербург: Профессия, 2003. — 752 с.
- Бидерман, B.JI. Прикладная теория механических колебаний Текст. / B.JI. Бидерман // Москва: Высшая школа, 1972. 476 с.
- Бидерман, B.JI. Расчет резиновых элементов конструкций Текст. / B.JI. Бидерман // Резина конструкционный материал современного машиностроения: сборник научных трудов. — Москва: Химия, 1967. — С. 7 — 9.
- Бидерман, B.JI. Теория механических колебаний Текст. / B.JI. Бидерман // Москва: Высшая школа, 1980. 406 с.
- Болотин, В.В. Случайные колебания упругих систем Текст. / В. В. Болотин //Москва: Наука, 1979. 336 с.
- Болотник, Н. Н. Динамика управляемых движений вибрационных систем Текст. / H.H. Болотник [и др.] // Известия РАН. ТиСУ. Москва, 2006. — № 5.-С. 1−11.
- Болотник, H.H. Оптимизация амортизационных систем Текст. / H.H. Болотник // Москва: Наука, 1983. 255 с.
- Большаков, Б.В. Тросовые амортизаторы Текст. / Б. В. Большаков, JI.A. Логинов, Б. Г. Маргевский // Машиностроитель, 1978. — № 6. С. 19 -20.
- Борщевский, И.Я. Общая вибрация и ее влияние на организм человека Текст. / И. Я. Борщевский //Москва: Медгиз, 1963. 141 с.
- Бутенин, Н.В. Введение в теорию нелинейных колебаний Текст. / Н. В. Бутенин, Ю. И. Неймарк, H.A. Фуфаев // Москва: Наука, 1987. 384с.
- Быховский, М.Д. Выбор оптимальных параметров подвески автомобиля Текст. / М. Д. Быховский // Москва: Машиностроение, 1974. -250 с.
- Васильев, Ю.М. Проблема нормирования вибраций в системе «Человек-машина-среда» Текст.: в кн.: Влияние вибрации на организм человека / Ю. М. Васильев, Я. Г. Готлиб // Москва: Наука, 1977. С. 386 — 390.
- Вейц, B.JI. О дуальности механических систем Текст. / B.JI. Вейц, A.M. Мартыненко// Москва: Машиноведение, 1969. 12 с.
- Вибрации в технике. Колебания линейных систем Текст.: справочник, том 1 / отв. ред. В.В. Болотин// Москва:. Машиностроение, 1978. -325 с.
- Вибрации в технике. Вибрационные процессы и машины Текст.: справочник, том 4 / отв. ред. Э. Э. Лавенделл // Москва: Машиностроение, 1981.- 509 с.
- Вибрации в технике. Защита от вибраций и ударов Текст.: справочник, том 3 / отв. ред. К. В. Фролов // Москва: Машиностроение, 1981. 459 с.
- Вибрации в технике. Колебания нелинейных механических систем Текст.: справочник, том 2 / отв. ред. И. И. Блехман // Москва: Машиностроение, 1979. — 456 с.
- Вибрации в технике. Измерения и испытания Текст.: справочник, том 5 / отв. ред. М. Д. Генкин // Москва: Машиностроение, 1981. 496 с.
- Виброзащитная система рабочего места оператора Текст. / B.C. Ванин [и др.] // Электрификация и механизация сельского хозяйства, 1983. — № 11.-С. 15−17.
- Виброзащитные системы с квазинулевой жесткостью Текст. /отв. ред. K.M. Рагульскис // Ленинград: Машиностроение, 1986. 96 с.
- Виброизоляторы и системы установки оборудования с автоматическим регулированием Текст.: серия С-1 /отв. ред. Е. И. Ривин // Москва: Машиноведение, 1971. 80 с.
- Влияние параметров системы подрессоривания на плавность хода транспортной машины на базе трактора Т-150К / Н. И. Библюк и др. // Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства: межвуз. сб. науч. тр. Ленинград: ЛТА, 1986. — С. 23 — 28.
- Вольперт, Э.Г. Динамика амортизаторов с нелинейными упругими элементами Текст. / Э. Г. Вольперт // Москва: Машиностроение, 1972. -136 с.
- Вульфсон, И.И. Колебания в машинах Текст.: учебное пособие для втузов/ И. И. Вульфсон // Санкт-Петербург: СПГУТД, 2000. 185 с. — ISBN 57 937−0027−7.
- Вульфсон, И.И. Геометрические характеристики эвольвентных зубчатых передач Текст.: учебное пособие для втузов / И. И. Вульфсон [и др.] // Санкт-Петербург: СПГУТД, 2003. 65 с.
- Гранкин, А.Н. Виброзащита навесного оборудования устанавливаемого на мобильные объекты Текст.: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / А. Н. Гранкин // Курск: КурскГТУ, 2007. 155 с.
- Ганысин, Ю.А. Синтез оптимальной модели водителя: выбор структуры модели и критерия оптимальности управления Текст. / Ю. А. Ганькин // Строительные и дорожные машины, 1995. № 12. — С. 27 — 29.
- Гевондян, Т.А. Приборы для измерения и регистрации колебаний Текст. / Т. А. Геводян, JI.T. Киселев // Москва: Машиностроение, 1981. — 467 с.
- Гелиг, А.Х., Леонов Г. А., Якубович В. А. Устойчивость нелинейных систем с неединственным состоянием равновесия Текст. / А. Х. Гелиг, Т. А. Леонов, В. А. Якубович // Москва: Наука, 1979. 400 с.
- Генкин, М.Д. Методы активного гашения вибраций механизмов Текст. / М. Д. Генкин, В. Г. Елезов, В. В. Яблонский // Динамика и акустика машин. Москва: Наука, 1971. — С. 70 — 88.
- Генкин, М.Д. Методы управляемой виброзащиты машин Текст. / М. Д. Генкин, В. Г. Елезов, В. В. Яблонский // Москва: Наука, 1985. 240 с.
- Генкин, М.Д. Активные виброзащитные системы Текст. / М. Д. Генкин, В. В. Яблонский // Виброизолирующие системы в машинах и механизмах. — Москва: Наука, 1977. С. 3 — 11.
- Гернер, И.И. Расчет характеристики нелинейного корректора виброизолируемой подвески Текст. / И. И. Гернер, Л. И. Ким, Н. В. Мокин // Новосибирск: НИИЖТа, 1974. вып. 156. — С. 152 — 159.
- Гетманов, В.Г. Системы цифровой обработки, применяемые при анализе вибраций машиностроительных конструкций Текст. / В. Г. Гетманов // Москва: Машиностроение, 1991. 42 с.
- Глузман, И. А. О расчете рациональных параметров средств виброзащиты тракториста Текст. / И. А. Глузман, Я. И. Заяц // Влияние151вибраций на организм человека и проблемы виброзащиты. Москва: Наука, 1982. 83 с.
- Горбунов, В.Ф. Канатные виброизоляторы для защиты операторов горных машин Текст. / В. Ф. Горбунов, И. Г. Резников // Новосибирск: Наука, 1988.
- Гордиенко, Б.А. Методика автоматизированного проектирования низкочастотного торсионного подвешивания кресел операторов транспортно-технологических машин Текст.: дис. канд. техн. наук / Б. А. Гордиенко // Тверь, 2004.
- Гранкин, А.Н. Исследование виброударных режимов движения мобильного микроробота Текст. / А. Н. Гранкин, С. Ф. Яцун // Известия РАН. Теория и системы управления. — Москва, 2009. № 1.
- Гребнев, В.В. Микроконтроллеры семейства AVR фирмы ATMEL Текст. / В. В. Гребнев // Москва: ИП РадиоСофт, 2002. -176с.
- Зенкевич, C.JI. Управление роботами Текст. / C.JI. Зенкевич, A.C. Ющенко // Москва: МГТУ. 399 с.
- Пановко, Г. Я. Механический фильтр низких частот с нулем передачи в зарезонансной области Текст. / Г. Я. Пановко, A.B. Синев // Сборник: Виброизоляция машин и виброзащита человека-оператора. — Москва: Наука, 1973. С. 44 — 47.
- Фролов, К.В. Усмирение тряски Текст. / К. В. Фролов, Г. Я. Пановко // Техника и наука. Москва, 1978. — № 6. — С. 12 — 13.
- Черноусько, Ф.Л. О движении тела, содержащего подвижную внутреннюю массу Текст. / Ф. Л. Черноусько // Докл. РАН, 2005. Т.405. -№ 1.-С. 1−5.
- Черноусько, Ф.Л. Оптимальное прямолинейное движение двухмассовой системы Текст. / Ф. Л. Черноусько // ПММ, 2002. Т. 66. -Вып. 1. — С. 3 — 9.
- Яцун, С. Ф. Исследование движения двухмассового вибрационного робота Текст. / С. Ф. Яцун, В. Я. Мищенко, Д. И. Сафаров // Известия вузов. Машиностроение. Москва, 2006. — № 5. — С. 32 — 42.
- Яцун, С.Ф. Вибрационные машины и технологии Текст. / С. Ф. Яцун [и др.] // Баку: «Элм», 2004. 108 с.
- Яцун, С.Ф. Математическое моделирование движения вибрационного мобильного робота с внутренней подвижной массой Текст. / С. Ф. Яцун, П. А. Безмен, Ю. Ю. Лосев // Вибрационные машины и технологии: сборник научных трудов. Курск: КурскГТУ, 2008. С. 241 — 247.
- Aoshima, S. A miniature mobile robot using piezo vibration for mobility in a thin tube Text. / S. Aoshima, T. Tsujimura, T. Yabuta // Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 1993. Vol. 115. — P. 270 — 278.
- Bolotnik, N. N. Automatically controlled vibration-driven robots Text. / N.N. Bolotnik [et al.] // Proceedings. International Conference on Mechatronics ICM. Budapest, 2006. — P. 438 — 441.
- Bolotnik, N.N. Regular motion of a tube-crawling robot in a curved tube Text. / N.N. Bolotnik [et al.] // Mechanics of Structures and Machines, 2002. -Vol.30. No. 4.-P. 431 -462.
- Chernousko, F. Vibration-Driven Robots Text. / F. Chernousko [et al.] // The Workshop on Adaptive and Intelligent Robots: Present and Future. Proceedings. Vol. 1. — The Institute for problem in mechanics RAS. — Moscow, 2005,-P. 26−31.
- Chernousko, F.L. Snake-like locomotions of multilink mechanisms Text. / F.L. Chernousko // Journal of Vibration and Control, 2003. Vol. 9. — No. 1−2.-P. 235 -256.
- Gradetsky, V.G. Microsensor control of motion of compact robots inside tubes (in Russian) Text. / V.G. Gradetsky [et al.] // Mikrosistemnaya Tekhnika [Microsystem Engineering], 2002. No. 8. — P. 11−19.
- Jatsun, S. Dynamics of vibrating robot for in pipe inspection International Symposium Text. / S. Jatsun, R. Vorontsov // — SYROM. — Bucharest, 2001. P. 205 — 209.
- Jatsun, S. Vibrating engine for robots Text. / S. Jatsun, J. Safarov // Proceedings. CLAWAR, 2000. — Madrid. — P. 1016 — 1021.
- Jatsun, S. Study of vibration driven hopping robot. Advances in Mobile robotics Text. / S. Jatsun, V. Dyshenko, A. Yatsun // Proceedings of the 111 541. ternational conference on Climbing and Walking Robots. Coimbra. Portugal, 2008. p. 893 — 901.
- Yeh, R. Design of low-power silicon articulated microrobots Text. / R. Yeh [et al.] // Journal of Micromechatronics, 2001. Vol. 1. — Num. 3. — P. 191 203.
- Опора с активной виброизоляцией Текст.: пат. 2 004 124 347/11 Рос. п
- Федерация: МПК' F 16 F 6/00, / Белый Д. М. — заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Ульянов, гос. тех. ун-т». № 2 268 421 — заявл. 09.08.04 — опубл. 20.01.06, Бюл. № 02.
- Устройство активной виброизоляции и стабилизации аэрофотоаппарата Текст.: пат. 2 493 246/23 СССР: МПК7 G 03 В 17/56, / Щербак B.C. и др. --№ 695 349 — заявл. 06.06.77 — опубл. 20.11.05, Бюл. № 32.
- Способ виброизоляции с нелинейным демпфированием и его варианты Текст.: пат. 2 005 101 163/11 Рос. Федерация: МПК7 F 16 F 7/08, / Кочетов О.С.- заявитель и патентообладатель Кочетов О. С. № 2 268 421 — заявл. 20.01.05 — опубл. 27.06.06, Бюл. № 02.155
- Платформа для защиты от ударов и вибраций Текст.: пат. 2 007 144 290/22 Рос. Федерация: МПК7? 16? 7/00, / Мансуров О. И. и др. — заявитель и патентообладатель Мансуров О. И. № 71 392 — заявл. 30.11.07 — опубл. 10.03.08, Бюл. № 7.