Preview

Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie

Advanced search

Kinematics of a Manipulator with a Controlled Bending on the Basis of Solid Elements with a Spherical Surface

https://doi.org/10.17587/mau.16.671-678

Abstract

The article describes a new class of manipulators, built on the basis of solid elements with a spherical surface. Their bending link is implemented by changing the lengths of the cables passing through 4 holes on the edges of the elements. The authors propose a method for a synthesis of a complete kinematic model of such manipulator's link. The main problems were with finding solutions to the fact that when a link is bent, there was a complex movement of the components' link: a turn of the coordinate system of the elements and their movement via the complicated path - epitrihoide. In the received kinematic model the movement of the manipulator was simulated (a direct problem of kinematics) and constructed on the basis of 1, 2, 3 and 4 links. A solution to the inverse kinematic task for a link manipulator based on a geometric approach was also obtained. The problems, which have to be taken into account when solving the direct and inverse dynamic tasks: 1) stretching of ropes of the flexural link and load changes; 2) non-linearity: transition from a static friction to the rolling friction at the points of contact of the elements at the beginning of the movement of elements. One possible solution is installation of 3-axis accelerometers and gyroscopes to link the elements for the study of the above-mentioned phenomena. A large number of matrix transformation multiplications require development of algorithms for fast calculation and relevant hardware architecture.

About the Authors

D. R. Bogdanov
Institute of Mechanics, Ufa Research Center, RAS
Russian Federation


O. V. Darintsev
Institute of Mechanics, Ufa Research Center, RAS
Russian Federation


References

1. Богданов Д. Р., Даринцев О. В. Конструктивные особенности манипуляторов с управляемым изгибом // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 6; URL: www.science-education.ru/113-11784 (дата обращения: 12.03.2014).

2. Xin Dong, Mark Raffles, Salvador Cobos Guzman, Dragos Axinte, James Kell. Design and analysis of a family of snake arm robots connected by compliant joints // Mechanism and Machine Theory. 2014. Vol. 77. P. 73-91.

3. Даринцев О. В. Использование технологий виртуализации в системах управления микророботами и микросистемами // Тр. Института механики им. Р. Р. Мавлютова Уфимского научного центра РАН. Вып. 9. / Мат. V Росс. конф. с межд. участием "Многофазные системы: теория и приложения". Ч. II. Уфа: Нефтегазовое дело, 2012. С. 47-52.

4. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1973.

5. Даринцев О. В., Богданов Д. Р. Разработка информационной подсистемы многозвенного манипулятора на базе ПЛИС // Динамика научных исследований. 2011. Матер. VII Межд. научно-практ. конф. Т. 20. Технические науки. Физика. Прже-мысль, Nauka i studia, 2011. С. 50-56.

6. Богданов Д. Р. Особенности построения информационной системы многозвенного манипулятора с учетом специфики среды // Тр. Института механики им. Р. Р. Мавлютова Уфимского научного центра РАН. Вып. 9. / Мат. V Росс. конф. с межд. участием "Многофазные системы: теория и приложения". Ч. II. Уфа: Нефтегазовое дело, 2012. С. 27-32.

7. Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. 624 с.

8. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т. 1. М.: Машиностроение, 2001. 920 с.


Review

For citations:


Bogdanov D.R., Darintsev O.V. Kinematics of a Manipulator with a Controlled Bending on the Basis of Solid Elements with a Spherical Surface. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2015;16(10):671-678. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.16.671-678

Views: 566


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-6427 (Print)
ISSN 2619-1253 (Online)