ПОСТРОЕНИЕ ЗОНЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ ВЫСОКОМАНЕВРЕННОГО МОБИЛЬНОГО МАНИПУЛЯЦИОННОГО РОБОТА

Авторы

  • Ю. Л. Караваев ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
  • В. А. Шестаков ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2018-3-90-96

Ключевые слова:

мобильный омниколесный робот, мобильный манипулятор, манипуляционный робот, кинематика, зона обслуживания

Аннотация

Одним из приоритетных направлений исследования в области мехатроники и робототехники является область научных исследований, связанная с разработкой мобильных манипуляционных роботов. Мобильные манипуляционные роботы представляют собой мобильную платформу, на которой размещаются манипуляционные и захватные механизмы. Статья посвящена обоснованию выбора и анализу конструкции мобильного манипулятора для осуществления операций манипулирования, таких как захват и перенос объектов в заданную точку в пределах рабочей зоны. В качестве основания манипулятора используется мобильная платформа с омниколесами, отличительной особенностью которой является возможность реализации высокоманевренного движения. Степени свободы манипулятора выбраны таким образом, что при его установке на мобильное основание в виде омниколесной платформы механическая система имеет 6 степеней свободы. Объединение мобильной платформы с омниколесами и манипулятора позволит существенным образом расширить его зону обслуживания и повысить функциональность робота. Предложенная конструкция мобильного манипуляционного робота может оказаться востребованной при выполнении погрузочно-разгрузочных и складских работ, а также в сфере обслуживания человека. В статье рассмотрена прямая позиционная задача для мобильного манипуляционного робота с целью определения рабочей зоны мобильного манипулятора. Знание рабочего пространства является необходимым для оценки функциональных возможностей робота. Приведены результаты численного моделирования для прямой задачи кинематики как для манипулятора в отдельности, так и для мобильного манипуляционного робота. Проведено экспериментальное исследование для оценки корректности полученных теоретических данных. Представлено сравнение теоретических и экспериментальных данных траектории движения мобильного манипулятора, результатом которого является доказательство достоверности полученного решения прямой позиционной задачи.

Биографии авторов

Ю. Л. Караваев, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Мехатронные системы»

В. А. Шестаков, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

магистрант кафедры «Мехатронные системы»

Библиографические ссылки

Синтез манипулятора для мобильного робота на гусеничном шасси / В. М. Герасун, А. Ф. Рогачёв, И. А. Несмиянов, В. Е. Павловский // Мехатроника, автоматизация, управление. 2011. № 5. С. 51-54.

Rohrig C., HeB D., Kunemund F. Motion controller design for a mecanum wheeled mobile manipulator // 2017 IEEE Conference on Control Technology and Applications. 2017. Pp. 444-449.

Toward fully autonomous mobile manipulation for industrial environments / A. Domel, S. Kriegel, M. KaBecker, M. Brucker, T. Bodenm¨uller, M. Suppa // International Journal of Advanced Robotic Systems. 2017. Vol. 14, № 4. Pp. 1-19. DOI: 10.1177/1729881417718588.

Лазарев Н. Ю., Воротников С. А. Разработка дистанционно управляемого мобильного манипуляционного робота // Молодежный научно-технический вестник. 2013. № 7.

Зенкевич С. Л., Ющенко А. С. Основы управления манипуляционными роботами : учебник для вузов. 2-е изд., исправ. и доп. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 480 с.

Rohrig C., HeB D., Kunemund F. Motion controller design for a mecanum wheeled mobile manipulator // 2017 IEEE Conference on Control Technology and Applications. 2017. Pp. 444-449.

Hvilshoj M., Bogh S. Little Helper An Autonomous Industrial Mobile Manipulator Concept // International Journal of Advanced Robotic Systems. 2011. Vol. 8, № 2. Pp. 80-90. DOI: 10.5772/10579.

Коротковс В. И., Воротников С. А., Выборнов Н. А. Управление мобильным манипуляционным роботом в задаче адаптивной обработки зеленых насаждений // Прикаспийский журнал: Управление и высокие технологии. 2016. № 2. С. 48-58.

Крейг Д. Дж. Введение в робототехнику: механика и управление. М. Ижевск : Институт компьютерных исследований, 2013. 564 с.

Караваев Ю. Л., Трефилов С. А. Дискретный алгоритм управления по отклонению мобильным роботом с омниколесами // Нелинейная динамика. 2013. № 1. C. 91-100.

Борисов А. В., Килин А. А., Мамаев И. С. Тележка с омниколесами на плоскости и сфере // Нелинейная динамика. 2011. № 4. C. 785-801.

Experimental investigations of a highly maneuverable mobile omniwheel robot / A. Kilin , P. Bozek, Y. Karavaev , A. Klekovkin, V. Shestakov // International Journal of Advanced Robotic Systems. - 2017. - vol.14, № 6. -pp.1-9. DOI:10.1177/1729881417744570

Бройнль Т. Встраиваемые робототехнические системы. М. : Ижевск : Институт компьютерных исследований, 2012. 518 с.

Зенкевич С. Л., Ющенко А. С. Основы управления манипуляционными роботами : учебник для вузов. 2-е изд., исправ. и доп. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 480 с.

Опубликован

11.10.2018

Как цитировать

Караваев, Ю. Л., & Шестаков, В. А. (2018). ПОСТРОЕНИЕ ЗОНЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ ВЫСОКОМАНЕВРЕННОГО МОБИЛЬНОГО МАНИПУЛЯЦИОННОГО РОБОТА. Интеллектуальные системы в производстве, 16(3), 90–96. https://doi.org/10.22213/2410-9304-2018-3-90-96

Выпуск

Раздел

Статьи