Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Метод расширенных матриц перехода

    Методические указания

    К выполнению лабораторной работы № 3 на тему

    « Расчет положения схвата манипулятора методом расширенных матриц перехода»

    Цель работы: Провести расчёт положения схвата для заданной кинематической схемы манипулятора методом расширенных матриц перехода.

     

    Теоретические сведения

    Прямая задача кинематики о положениях состоит в определении абсолютных положений звеньев при их заданных относительных положениях.

    Метод расширенных матриц перехода

    При решении прямой задачи о положении схвата манипулятора обычно используют метод преобразования координат. Из множества методов преобразования координат, которые отличаются друг от друга правилами выбора осей локальных систем координат, для манипуляторов обычно используется метод Денавита и Хартенберга. При использовании данного метода, оси координат располагаются по следующим правилам.

    · Для звена i ось zi направляется по оси кинематической пары, образуемой им со звеном (i+1). Начало координат размещают в геометрическом центре этой пары.

    · Ось xi направляется по общему перпендикуляру к осям zi-1 и zi с направлением от zi-1 к zi. Если оси zi-1 и zi совпадают, то xi перпендикулярна к ним и направлена произвольно. Если они пересекаются в центре кинематической пары, то начало координат располагается в точке пересечения, а ось xi направляется по правилу векторного произведения (кратчайший поворот оси zi до совмещения с zi-1 при наблюдении с конца xi должен происходить против часовой стрелки).

    · Ось yi направляется так, чтобы система координат была правой.

    В прямой задаче необходимо определить положение схвата манипулятора и связанной с ним системы координат по отношению к неподвижной или базовой системе координат . Это осуществляется последовательными переходами из системы координат звена i в систему координат звена i-1. Согласно принятому методу, каждый переход включает в себя последовательность четырех движений: двух поворотов и двух параллельных переносов, осуществляемых в указанной последовательности:

    · поворот вокруг оси zi-1 на угол , до тех пор, пока ось xi не станет параллельной оси xi-1 (положительное направление поворота при наблюдении с конца вектора zi-1 против часовой стрелки);

    · перенос вдоль оси xi на величину -ai до совмещения начала системы координат Oi с точкой пересечения осей xi и zi-1 (отсчет по оси xi от точки пересечения оси xi и оси zi-1);

    · перенос вдоль оси zi-1 на величину -si, после которого начало системы координат Oi оказывается в начале координат Oi-1 системы (i-1) (отсчитывается по оси zi-1 от ее начала координат Oi-1 до точки ее пересечения с осью xi);

    · поворот i -ой системы вокруг оси xi на угол до параллельности осей zi и zi-1 (положительное направление поворота при наблюдении с конца вектора xi против часовой стрелки).

    Необходимо отметить, что знак угла поворота не имеет значения, так как в матрицах перехода используются направляющие косинусы (четные функции). Целесообразно рассматривать угол, обеспечивающий кратчайший поворот оси старой системы i до совмещения (параллельности) с соответствующей осью новой (i- 1 ). Перемещения начала координат определяются как координаты начала старой системы Oi в новой Oi-1.

    В манипуляторах обычно используются одноподвижные кинематические пары: вращательные, или поступательные. Оба относительных движения как вращательное, так и поступательное, реализуются в цилиндрических парах, поэтому при общем представлении механизма используются цилиндрические пары. Опуская описание матриц поворота и переноса относительно осей x и z, запишем матрицу перехода из i -ой системы координат в (i- 1)-ю:

    . (1)

    В матрицу входят четыре параметра: , , , . Для любой кинематической пары три из них являются константами и только один – переменной величиной. Для вращательной пары (В) переменная величина – угол , для поступательной пары (П) – перемещение . Тогда матрица содержит только одну переменную величину, называемую обобщенной координатой.

    Прямая задача кинематики о положениях решается с помощью следующей формулы:

    , (2)

    где - матрица, равная произведению матриц :

    . (3)

    В формуле (2) и - матрицы-столбцы размером , первые три элемента которых – это координаты произвольной точки схвата соответственно в системах n и 0.

     

    <== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
    Нанокомпозитные электролиты применяются при создании эффективных литиевых полимерных батарей[294]. | 




    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.