удк 622:061.2 упрощенный метод для измерения отклонения от

УДК 622:061.2
УПРОЩЕННЫЙ МЕТОД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ ОТ
ПОЛОЖЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ МОБИЛЬНЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ
РОБОТА
Ангел Мирчев, профессор,
Университет «Проф. д-р Асен Златаров», г. Бургас, Республика Болгария,
Предлагается использовать простой оптический метод для определения
изменения в положении исполнительной ветви мобильного робота для
спасательных операций, Эти изменения вызваны приостановлением мобильной
платформы и упругими деформациями при движении робота и в состоянии покоя.
Влияние ошибок в суставах могут быть проигнорированы в связи с практикой
прямого контроля манипуляторов, и отклонение от положения равновесия,
вероятно, будет экспериментально исследованы с помощью лазерной системы,
установленной на приводе.
Прежде всего, использование роботов целесообразно для спастельных
операций, обезвреживания бомб и других взрывных устройств.
Возможность следовать желаемой траектории обеспечивается за счет
содержания ручки непосредственно оператором. Это делается конструктивно с
помощью соответствующего функциональность и структура манипуляции
механизмов и систем управления. Во всех случаях, однако, наблюдались
отклонения фактических и заданных траекторий движения [1]. Эти
неопределенности возникают вследствие упругих деформаций, а также
восприимчивости упругих элементов в системе подвески мобильного робота.
В мобильных роботах для достижения определенной точности
позиционирования как всего робота и его исполнительного аппарата подключена
система визуального контроля и исправления ошибок в режиме реального
времени. Определение ошибок в положении привода опирается на обратную связь
на основе видеонаблюдения с камер, установленных на мобильной платформе и
ручках. Этот метод не позволяет четко видеть ошибки, вызванной упругой
деформацией блоков и амортизаторов. В мобильных роботах для спасательных
операций и обезвреживания бомб именно ошибки, вызванные упругими
деформациями звеньев сформировали основную часть ошибок в приводе. Для
записи этих ошибок и их компенсации во время использования требуется
предварительное измерение отклонения от равновесного положения привода.
Существует множество методов и инструментов для определения и
измерения упругой деформации манипуляторов [2]. Есть также средства для
компенсации непосредственно для этого типа деформации [1].
Определим дешевый, но эффективный подход к выявлению ошибок в
положении привода системы мобильного позиционирования для спасения и
обезвреживания взрывоопасных предметов, вызванных восприимчивостью
системы подвески робота и упругой деформации узлов и соединений.
RESCUER-робот (рис. 1) представляет собой систему, состоящую из пары
манипуляторов с шестью степенями подвижности, как исполнительный элемент
на левой рукоятке бициклический, на правой манипулятор "Barrett" (трехпалый).
Ручки установлены на передвижной платформе с цепным приводом. Из
соображений местности робот мобильная платформа имеет систему
амортизаторов и пружин, которые обеспечивают стабильность робота при
движении по пересеченной местности. Это система подвески имеет негативное
влияние на положение равновесия последователей ручки, особенно, когда робот
выпускает свой груз. В результате упругой деформации при отпускании действие
силы, согласно закона Гука, вызывает гармонические колебания последователей
манипулятора.
Рис. 1 - Робот для спасательных работ и обезвреживания взрывоопасных предметов
Теоретически, упругая деформация
окончательной конструкции (рис. 2) [2].
ручки
определена
после
их
Рис. 2 - Манипуляторы спасателя
Рис. 3 - Результат моделирования упругой деформации под статической нагрузкой
Предложенный метод имеет цель измерить отклонение от положения
равновесия. Датчики представляют собой систему из трех перпендикулярных
расположенных лазерных указок (рис. 4). В качестве измерительного инструмента
используем систему из трех взаимно перпендикулярных цифровых камер (рис. 5),
которые контролируют проецируемые изображения лазеров.
Эксперимент проводится в два этапа. Первый этап: робот поднимается для
того, чтобы избежать влияния опорных элементов. Ручка перемещается в
исходное положение и не работает. Камеры будут записывать положение привода
на три координатные оси системы. Для привода прикреплен груз и камеры
записывают пространственное смещение привода за счет упругой деформации в
ручке. Фиксируются полученные колебания. Второй этап: повторение первого, но
для части подвесной системы мобильного робота.
Этот метод измерения позволит получить пространственную модель
отклонения от положения равновесия манипуляторов со сложной кинематической
структуры. Таким образом, полученные результаты будут способствовать
созданию трехмерной модели погрешности позиционирования привода.
Рис. 4 Расположение лазерных указателей
Рис. 5 Принципиальная схема экспериментальной комплекте-
Предлагаемый способ предназначен для мобильных робототехнических
систем, работающих с относительно неточных методов контроля (дистанционного
управления), тем самым он может снизить требования к точности
позиционирования ручки.
Ожидается, что относительно точный метод для определения упругой
деформации, вызванной системы подвески и робота увеличит безопасность
работы. Другой положительный эффект от применения этого метода - низкая
стоимость измерительных элементов и быстрая обработка результатов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Заманов В., Аврамов П., Точностен модел на хибриден манипулатор,
Автоматика и информатика, София, 2007.
2. Project No. 511492 RESCUER, DELIVERABLE 3.2: TECHNICAL
DOCUMENTATION OF SECURE MOBILE MECHATRONIC SYSTEM FOR CIVIL
PROTECTION. 16.01.2007.
3. Асп. Поливанов А. Ю., д.т.н., проф. Клевалин В. А., Идентификация
геометрических параметров технологических роботов с системой технического
зрения (СТЗ). Москва, МГТУ “СТАНКИН” , кафедра «Робототехника и
мехатроника» http://magazine.stankin.ru/arch/n_17/31/index.htm.
4. Румяна Братанова, Даниел Братанов. Опростен метод за измерване на
отклонението от равновесна позиция в манипулаторите на мобилен робот. Научни
трудове на Русенския университет. Русенски университет «Ангел Кънчев», Русе,
България. - 2011, том 50, серия 2 с.88-92.
nuczu.edu.ua