Определение рабочей зоны манипулятора

Стр 1 из 2Следующая ⇒

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра : «Управление техническими системами»

Курсовая работа

Расчет кинематических параметров манипулятора и моделирование в среде SimMechanics

Выполнил: студент гр.МР-09-1

Солдатов М.Р.

Проверил: профессор д.т.н.

Круглов С.П.

Иркутск 2013

Оглавление

Задание. 3

Определение систем координат. 5

Определение параметров четырехзвенного манипулятора. 6

Однородные матрицы преобразований. 7

Решение прямой задачи. 8

Определение рабочей зоны манипулятора. 10

Решение обратной задачи кинематики. 11

Приложение 1. 18

Приложение 2. 19

Приложение 3. 20

Задание

В задании указана кинематическая схема 4-хзвеного манипулятора.

1. Определить параметры манипулятора по представлению Денавита-Хартенберга (система координат, параметры звеньев и сочленение).

2. Сформировать однородные матрица преобразований для всех переходов системы координат.

3. Решить прямую задачу кинематики по заданным значениям присоединенных координат с реализацией в среде SimMechanics. Продолжительность моделирования-1сек. Реализовать визуализацию.

²

4. Определить рабочую зону манипулятора.

5. Решить обратную задачу кинематики при движении схвата по заданной прямой в пространстве с учетом рабочей зоны. Провести прямую между точками с координатами (x,y,z):
A=(0,15; -0,4; 0,55)
B=(0,9; -0,8; 1,05)
Реализовать в среде SimMechanics. Считать что звенья тонкие прутья (1м=10 кг).

6. Оформить работу (исходное задание, расчеты, результаты моделирования, графики, выводы, анимации).

Рисунок 1-Схема четырехзвенного манипулятора

Определение систем координат

Для каждого звена сформируем ортонормированную систему координат.

Рисунок 2-Системы координат каждого звена

Определение параметров четырехзвенного манипулятора

Определим расстояния между звеньями:

₁=0.35

₂=0.58 (данная величина переменная)

₃=0

₄=0.45( данная величина переменная)

Определим длины звеньев:

₁=0

₂=0.3

₃=0.35

₄=0

Определим углы поворотов звеньев:

( данная величина переменная)

Определим углы скрутки:

Однородные матрицы преобразований

Так как параметры звеньев известны, сформируем однородные матрицы преобразований, для системы координат каждого звена.

Найдем матрицу преобразования :

Решение прямой задачи

Из условий известно, что обобщенные координаты изменяются по следующим законам:

Необходимо решить прямую задачу кинематики, время моделирования 1 сек, шаг моделирования 0,01 сек. Координаты возьмем из однородной матрицы преобразования .