Dynamický model prostorového lanového manipulátoru a jeho řízení Obor Inženýrská Mechanika a Mechatronika

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Dynamický model prostorového lanového manipulátoru a jeho řízení Obor Inženýrská Mechanika a Mechatronika"

Olga Macháčková
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 ČVU FKUL SROJNÍ Úsav mechaik DIPLOMOVÁ PRÁCE Damický model posoového laového maipuláou a jeho říeí Obo Ižeýská Mechaika a Mechaoika Paha HOSSY Cossi lidé Hugues

2 ob. Půmslový obo

3 Výhod-Nevýhod Výhod Věší podukivia Věší fleibilia Věší kvalia Nevýhod Pacujou s poměími eoměými a eěžkými předmě Relaivě malý pacoví poso Pokud jde o velké předmě-laové aříeí-laa sesou velké amáhaí-elaivě malo posou

4 Ob. Pohblivý jeřáb savb

5 Ob. Nepohblivý jeřáb savb

6 Výhod-Nevýhod Výhod Věší pacoví poso Velké předmě Nevýhod Svislé lao-předmě achice v jedom podě Houpaí-ebepečé po okolí Řešei:Pomalý přesu jeřabové kočk.zvšuje se doba pořebá k přesouváí

7 Ob. Simulačí model oviího laového maipuláou čvu-fsi

8 Výhod-Nevýhod Věší pacoví poso Velké předmě Dvě laa Předmě achce ve dvou bodech. Výhod Dá se akloi laa vhodou volbou poloh voíků-vvodí se vodoové složk sil v laech působící poi houpaí v oviě maipuláou Nevýhod Cilivý a sil působící kolmo k oviě maipuláou-houpaí Nuo áves maipuláo s vice la:posoový laový maipuláo

9 posoový laový maipuláo maipulace velmi ěžkých hmo ve velkém pacovím posou vužiím šikovosi oboů. Řídi posuv hmo i jejích oáčeí kolem ěkolika os. Vic ež šes la: Redudace. Nadbečé poho umožňují vhově dodaečým amáháím, po ealiace vedlejších úkolů jako jsou a příklad: seváva v učié poloe, výši pohblivos, vhou se blokovaí kloubů ebo vhou se překážkám. Needudaí maipuláo: muže doji ke kýváí břemea i kdž aviják a olejová vedeí jsou v klidu. V akovém případě, poloha plafom ebude učeá jeom délkami la, a polohami voíků. Poloha plafoma:e jako kocov efeko půmslového oboa a koci amea ealiuje ukol a ákladě sigalů. Musíme ed u eedudaích maipuláoů uvažova damiku houpaí hmo. Dopoučeo maipuláo se řemi la

10 Ob. Shéma sudováého modelu posoového laového maipuláou Z O b X φ φ φ b Y l l l a a h h C O e B Ob. Shéma sudováého modelu posoového laového maipuláou Sudovaý maipuláo (ob.) se skládá celkem ěles: ří posoově umisěá laa l, l a l,plafoma, počíačově říeé aviják, a, amoovaé a voicích, a. Voík se mohou posouva po vedeích osiče keý má jedosměí aslačí pohb po vedeí ákladího ámu.

11 DYNMICKÝ MODEL PROSOROVÉHO LNOVÉ MNIPULÁORU Volba oměů maipuláou Mechaický model maipuláou Nosič má délku b, šířku a. oleje jsou ideické a jsou e sejého maeiálu o husoě ρ. Naviják jsou ideické a jsou e sejého maeiálu o husoě ρ, mají sejý mome sevačosi I ke své ose oáčeí ovoběžé s osou X a mají sejé viří a vější polomě bubu a. Plafoma (ob.) má husou ρ a maici sevačosi I. C e e O e e B e e h O h B,C ob. Plafoma

12 Volba souřadicového ssému a popis maipuláou Maipuláo má v ssému (O,X,Y,Z) souřadic sj,j=,..., obsažeé ve vekou: s Maemaický model maipuláou Pohbové ovice pohbu maipuláou keé předsavujou mechaick model. Meoda: Lagageov Rovice Smíšeého pu j k k k j j j s f Q s s d d Kieická eegie sousav Koeigova věa. a říká: Kieická eegie ělesa je ova eegii čisého posuvého pohbu učeého pohbem ěžišě ělesa a kieické eegie elaivího oačího (esp. sféického) pohbu kolem ěžišě ělesa i i i i i i I m v v * *si * *si * cos cos * *si *cos * *si *cos * *si *si * *cos *cos * *cos *cos * I I I m m m I I I m m m m m m m m m

13 Vábové podmik Jakobiho maice * * * C C C B B B Z Y X a Z Y X Z Y X a l l l N N N C B h h O e j g m M M M F F F F Q * Výpoče obecěých sil QJ

14 Ob. Simulačí obáek sudováého modelu posoového laového maipuláou v počáečí poloe: =[; ; (e*sq()/)+; ; ; e*sq()/+; -; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;]

15 Ob. Simulačí obáek sudováého modelu posoového laového maipuláou ří sekud po spusěí simulace

16 NÁVRH ŘÍZENÍ PROSOROVÉHO LNOVÉHO MNIPULÁORU Damické ssém, popisující sousavu moha ěles je popsá sousavou ovic : d f d h Sudováý maipuláo je přikladem elieáího ssému. Nelieáí ssém je sousava jejíž popisujicí ovice jsou elieáí. Říeí NQR (Noliea Quadaic Regulao). ao meoda vžaduje ekolik upav: -Iolova eávislé souřadice od ávislých q-eávislé s-ávislé Použiím Lagageov ovice smíšeého pu můžeme každou sousavu ěles popsa difeecialími ovicemi: g u M s Q q s

17 * * * C C C B B B Z Y X a Z Y X Z Y X a C C C B B B Z Y X a Z Y X Z Y X a s Z Y X a f B B B Z Y X f C C C Z Y X a f f f f s

18 Pak veko s bude ejaká fukce jeom eávislých souřadic:s=(q) Deivováím sloupcové maice (q) podle času dosaeme: s ' q q Opě deivováím ohoo podle času dosaeme s q q q q q Nech R q a R q q Pak S dosaeím do Po úpavě R Rq MRq Rq Ms Q dosaeme M Rq Rq Q R Q Savový veko bude R MR q Z oho výau vjádříme a dosaeme savový popis ve vau q, d q d d q q d dq d dq q, d R MR R Q R MRq

19 Deivováím sloupcové maice (q) podle souřadic dosaeme maici R. fi i fi i fi i i i i i i i i fi i fi i fi i i i i i i i i fi i fi i fi i i i i i i i i R

20 Deivováím maice R podle souřadic dosaeme maici R s ečkou.. fi di fi di fi di di di di di di di di fi di fi i fi di di di di di di di di fi di fi di fi di di di di di di di di R

21 Vloučeí íh g() Roklad f()=() Zavedeí subsiuce =+ f g Pak jsem sesavil fukce f() a g() R MR R MR R MR R Q R MR R MR R R u

22 Epeime.. Zveduí o meů ve směu kladé os. Po veduí plafom o meu ve směu kladé os je asaveá počáečí poloha a žádaá poloha a: =[-;;(e*sq()/)+;; -;+e*sq()/;-;;;*pi/; ;;;;;;;;;] =[-;;(e*sq()/)+;; -;+e*sq()/; -;;;*pi/; ;;;;;;;;;] Čas simulace bl asave ak ab maipuláo sihl doje a žádaou polohu, maice kvadaického kiéia opimali bl voleé o velikosi QNQR= a RNQR=. Zjisí se, že po spušěí se maipuláo oběhe, všech souřadice se měí a maipuláo se blíží asmpoick po dobu ří sekud k žádaé poloe (ob.), ak, že plafoma se posue o meů ahou (ob.). Přiom všech osaí souřadice se váí a původí hodo.

23 Ob. Simulačí obáek sudováého modelu posoového laového maipuláou v žádáé poloe

24 [m] casov pubeh posuvu eleso -. - [m] casov pubeh posuvu voik.. [m] -. [e- S] casov pubeh posuvu voik... [e- S] [m]. [e- S] casov pubeh posuvu voik [e- S]

25 -. casov pubeh posuvu eise plafom. casov pubeh posuvu eise plafom [m] - [m]. -. [e- S] casov pubeh posuvu eise plafom -. [e- S] casov pubeh aocei f plafom kolem os. - [m] - - f [ad] - [e- S] -. [e- S]

26 . casov pubeh aocei f plafom kolem os. casov pubeh aocei f plafom kolem os f [ad] f [ad] [e- S]. [e- S]

27 ZÁVĚR Po povedeí simulace damického modelu, blo jišeo, že maipuláo má v počáečí poloe ulové chlosi a chleí. po povedeí simulace říeí blo jišěo, že áam chováí maipuláou ukaujou, že se maipuláo po učiou pocáečí polohu a učiou žádáou polohu, vžd blíží asmpoick k žádáé poloe. Očekáváé výsledk páce bl ed dosažeé.

28 Děkuju a pooos HOSSY lide

Podobné dokumenty

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ převody. Přednáška 5

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ převody. Přednáška 5 Fakula srojího ižeýrsví VUT v Brě Úsav kosruováí KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ převody Předáška 5 Čelí soukolí se šikmými zuby hp://www.audiforum.l/ Moderaio is bes, ad o avoid all exremes. PLUTARCHOS Čelí soukolí