сотрудник с 01.01.2004 по 01.01.2019
Омск, Омская область, Россия
докторант
Омская область, Россия
Омск, Омская область, Россия
аспирант с 01.01.2018 по настоящее время
При автоматизированном планировании движения механизма руки андроидного робота в организованном пространстве существует необходимость сокращения времени расчета траектории в пространстве обобщенных координат. Указанное время значительно зависит от времени расчета вектора приращений обобщенных координат на каждом шаге расчетов при синтезе движений по вектору скоростей. В работе проведены геометрические исследования на основе визуализации закономерностей изменения среднего смещения узловых точек механизма руки андроидного робота при реализации мгновенных состояний. На основе геометрического анализа указанных смещений предложен метод позволяющий сократить время итерационного поиска вектора приращений обобщенных координат. Также приведены изображения множеств положений звеньев механизма руки на фронтальной и горизонтальной проекциях при реализации мгновенных состояний. Данные изображения позволяют дать графическую интерпретацию маневренности механизма манипулятора в каждой точке конфигурационного пространства. Для установления аналитических зависимостей, отражающих взаимосвязь среднего смещения узловых точек механизма манипулятора и обобщенных координат, задающих положения конфигураций, использованы гиперповерхности в четырехмерном пространстве. Для этого использованы уравнения интерполирующих полиномов, располагающих в трёх взаимно перпендикулярных плоскостях. На основе указанных трех интерполирующих полиномов получено уравнение гиперповерхности третьего порядка, которое отражает взаимосвязь геометрических и кинематических параметров. В статье также приведены результаты виртуального моделирования движения механизма руки андроидного робота с учетом положения запретной зоны в системе CАПР ACAD. Результаты расчётов с использованием полученных аналитических зависимостей, показали сокращение времени расчёта тестовых заданий. Проведённые исследования могут быть использованы при разработке интеллектуальных систем управления движением автономно функционирующих андроидных роботов в организованной среде без участия человека-оператора.
линейные смещения, андроидный робот, узловые точки механизма, синтез движений манипуляторов, пространство обобщённых координат, линейные геометрические объекты пространства обобщенных скоростей
1. Вертинская Н. Д. Задачи геометрического моделирования технологических процессов: научно-методическое пособие / Н. Д. Вертинская. – М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2015. – 132 с.
2. Волков В. Я., Юрков В.Ю. Многомерная исчислительная геометрия: монография. – Омск: Издв-во ОмГПУ, 2008. – 244 с.
3. Голованов Н. Н. Геометрическое моделирование [Текст] : учеб. для вузов по направлению "Информатика и вычислительная техника" / Н. Н. Голованов. – М.: Академия, 2011. – 270 с.
4. Григорьев С. Н. Современное состояние и перспективы развития промышленной робототехники [Текст] / С. Н. Григорьев, А. Г. Андреев, С. П. Ивановский // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2013. – №1. – С. 31-34.
5. Ермолов И. Л. Автономность мобильных роботов, ее сравнительные меры и пути повышения [Текст] / И. Л. Ермолов // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2008. №6. – С. 23-28.
6. Зенкевич С. Л. Управление роботами. Основы управления манипуляционными робототехническими системами [Текст] / С. Л. Зенкевич, А. С. Ющенко. – М: МВТУ, 2000. – 400 с.
7. Иванов Г. С. Теоретические основы начертательной геометрии. Учебное пособие [Текст] / Г. С. Иванов. - М.: Машиностроение, 1998. – 157 с.
8. Иванов Г.С. Принцип двойственности – теоретическая база взаимосвязи синтетических и аналитических способов решения геометрических задач /Г. С. Иванов, И.М. Дмитриева // Геометрия и графика. – 2016. – Т. 4. – Вып. 3. – С. 3-11 – DOI:10.12737/21528.
9. Кобринский А.А. Манипуляционные системы роботов [Текст] / А. А. Кобринский, А. Е. Кобринский. – М.: Наука. 1985. – 343 с.
10. Кокарева Я. А. Синтез уравнений линейчатых поверхностей с двумя криволинейными и одной прямолинейной направляющими / Я. А. Кокарева // Геометрия и графика. – 2018. – Т. 6. – №. 3. – С. 3-12 – DOI: 10.12737/article_5bc454948a7d90.80979486.
11. Корендясев А. И. Манипуляционные системы роботов / А. И. Корендясев, Б. Л. Саламандра, Л. И. Тывес. – М.: Машиностроение, 1989. – 472 с.
12. Короткий В. А. Компьютерное моделирование кинематических поверхностей [Текст] / В. А. Короткий, Е. А. Усманова, Л. И. Хмаракова // Геометрия и графика. – 2015. – Т. 3. – Вып. 4. – С. 19-27 – DOI:10.12737/17347.
13. Притыкин Ф. Н. Виртуальное моделирование движений роботов, имеющих различную структуру кинематических цепей: монография [Текст] / Ф. Н. Притыкин. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2014. – 172 с.
14. Притыкин Ф. Н. Исследование манёвренности механизма манипулятора при заданной точности позиционирования / Ф. Н. Притыкин, В. А. Захаров // Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2015. – №3(109). – С. 67 – 71.
15. Притыкин Ф. Н. Исследование размеров и формы области в многомерном пространстве обобщённых скоростей, задающей допустимые мгновенные состояния механизма андроидного робота / Ф. Н. Притыкин, В. И. Небритов // Омский научный вестник. – 2016. – №5 (149). – С. 29 – 34.
16. Рачковская Г. С. Геометрическое моделирование и графика кинематических линейчатых поверхностей на основе триады контактирующих аксоидов [Текст] / Г. С. Рачковская // Геометрия и графика. – 2016. – Т. 4. – Вып. 3. – С. 46-53 – DOI:10.12737/21533.
17. Рвачев В. Л. Теория R-функций и некоторые ее приложения [Текст] / В. Л. Рвачев. – Киев: Наук. думка, 1982. – 252 с.
18. Сальков Н. А. Общие принципы задания линейчатых поверхностей. Часть 1. /Н. А. Сальков // Геометрия и графика. – 2018. – Т. 6. – №. 4. – С. 20-31 – DOI:10.12737/article_5c21f4a06dbb74.56415078.
19. Сальков Н. А. Общие принципы задания линейчатых поверхностей. Часть 2. /Н. А. Сальков // Геометрия и графика. – 2019. – Т. 7. – №. 1. – С. 14-27. DOI:10.12737/article_5c9201eb1c5f06.47425839.
20. Фокс А. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве / А. Фокс, М. Пратт. – М.: Мир, 1982. – 304 с.
21. Юрков В.Ю. Формальное представление условий инцидентности в многомерных проективных пространствах /В. Ю. Юрков // Геометрия и графика. – 2016. – Т. 4. – Вып. 4. – С. 3-14 – DOI:10.12737/22838.
22. Ющенко А.С. Интеллектуальное планирование в деятельности роботов [Текст] / А.С. Ющенко // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2005. – №3. – С. 5-18.
23. Kutlubaev I.M. Control system of the anthropomorphous robot for work on the low-altitude earth orbit / Kutlubaev I.M., Bogdanov A.A., Novoseltsev N.V., Krasnobaev M.V., Saprykin O.A. // International Journal of Pharmacy and Technology – 2016 – vol. 8 №3 – p. 18913-18199
24. Gulletta, G. Nonlinear Optimization for Human-like Synchronous Movements of a Dual Arm-hand Robotic System / G. Gulletta, S. M. Araújo, E. Costa e Silva, M. F. Costa, W. Erlhagen and E. Bicho // International Conference on Numerical Analysis and Applied Mathematics, 2014
25. Hasegawa, T. A model-based manipulation system with skill-based execution / Hasegawa T., Suehiro T., Takase K. // IEEE Trans. Rob. and Autom., 1992, №5, pp. 535–544
26. Jacak, W. Planning collision-free movements of a robot: a systems theory approach / W. Jacak, B. Lysakowska, I. Sierocki // Robotica, 1988. – №4, pp. 289-296
27. Karpushkin V. N., The reduction of the control of movement for manipulation robots from many degrees of freedom to one degree of freedom / Karpushkin V. N., Chernavsky A. V. // Journal of Mathematical Sciences, 1997, рр. 531–533
28. Ko N. Y. An approach to robot motion planning for time-varying obstacle avoidanse using the view-time concept / Ko N. Y., Lee B. N., Ko M. S. // Robotica, 1993. – №4. – pp. 315–327
29. Lopatin P. Investigation of a Target Reachability by a Manipulator in an Unknown Environment. // International Conference on Mechatronics and Automation, 2016 – pp. 37-42.
30. Pritykin F. N. Procedure for construction of manipulator motions from a given local grip path in the presence of obstacles. / Pritykin F. N., Tevlin A. M. // Soviet machine science, 1987 – no. 4 – pp. 30-33.
