ДИПЛОМ АСЫЛБЕК

(4.22) жүйесін қайта түрлендіре отырып және олардың үлкен туындыларына қатысты бұл теңдеулерді шеше отырып алатынымыз

Мына түрде белгілеуді енгізе отырып

31

(4.25) теңдеулер жүйесін шешу үшін манипуляторың геометриялық және массалық-инерциялық параметрлерін, конфигурациясына байланысты

алгоритмикалық есептер және оларды шешу қажырлы еңбекті қажет етеді, яғни олар екі өзгергіштерді функциялары болып табылады. Сонымен қатар приводтар кірісіндегі басқарушы әсерлер арқылы анықталатын, қозғалтқыштың валында пайда болатын моменттер болып табылатын жалпыланған күштерді , i= 1,4 анықтау қажет.

Динамикалық анализдердің этаптарының бірі қозғалтқыштың идеальді сипаттамасы туралы болжамдарға зерттеулер жүргізу болып табылады. Бұл болжамдар манипулятор қозғалысының теңдеуінің күрделенуіне мүмкіндік бермейді және идеалды сипаттама негізінде орындалған есептеулер тәжірибе үшін барынша нақтылы болып табылады.

Осылайша басқарушы әсерлер ( ) қозғалтқыштың идеальді сипаттамасы негізінде теңдеуі алынды және ол былай беріледі

( )

Мұндағы Онда (2.1) тұжырымынан (4.26) ескере отырып мынаны аламыз

( )

Программа түрінде Фортран тілінде іске асыруға бағдарланған манипуляторлар қозғалысын құрудың алгоритм жасалында, және олардың мынадай негізгі блоктары бар:

32

(4.2) және (4.5)-тен программалық қозғалысты табу Манипулятор қозғалысының теңдеуін (4.25) шешу олардың

қозғалтқыштарының динамикалық сипаттамасын ескере отырып (4.27) Схваттың орнын ауыстыру былай берілді.

Немесе

( )

Орын ауыстырудың түрлі таңдауға байланысты(вертикальді немесе горизонтальді орын ауыстыру координаталар жүйесінің әр түрлі деңгейіне). Осылайша, манипулятор ұстамының өзгеру заңы келесідей ауыстырулармен таңдалып алынды.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

есептеулерінің алгоритмінің сызбасы 4.3-суретінде келтірілген, сол сурет бойынша программа пакеті Фортран тілінде(Қосымша A) құрылған.

Пакетте модульді құрылым, негізгі программа түрі қойылған және кіші программалар жинағы бар.

Енді бұл программаларды жеке қарастырамыз.

UPR – пакетінің негізгі программасы, онда алғашқы мәліметтер алынады, кіші программаларға жүгінеді және есептеудің нәтижесін басып шығаруға жібереді. Бастапқы мәлімет мұнда геометриялық өлшемдер және зерттелетін манипуляторлардың звеноларының массасы және оның қозғалтқышының параметрі. UPR программасы әрбір зерттелетін орын ауыстырулар үшін жүргізілетін есептеудің кезегін қадағалайды.

Кіші программа ZAC(T,XC,YC,DXC,DYC) – (4.28) –ға сай берілген заң бойынша өзгеретін ұстам DYC және зерттелетін координаталар мәндерін береді.

PROGD(XC,DXC,YC,DYC,F1,F4,DF1,DF4) – кіші программалар,

кинематиканың кері есептерін шығарады, мұнда программалық қозғалысқа сай

33

тұжырымдамаға сай (4.25) жүйесінің манипуляторлар қозғалысы теңдеуінің оң

теңдеуін интегралдау үшін бастапқы мәліметтерді береді және RKGS интегралдаудың стандартты программасына жүгінуді жүргізеді.

RKGS(PR,Y,D,N,IH,F,CU,AU) – интегралдау қолданып автоматты түрде таңдайтын Рунге-Куттың 4-ші қатарлы әдісімен (4.25) түрдегі қарапайым дифференциалды теңдеулер жүйелерін сандық интегралдаудың стандартты программасы мұндағы PR – 4 өлшемділіктің массиві; Y – тәуелді өзгергіштердің массиві; D – қателіктердің салмақтық коэффициенттерінің кіріс массиві; N - теңдеулер саны; F – D жүйесінің оң бөлігін есептейтін сыртқы кіші программасының аты;

OU – шығыс көлемінің өңдеудің сыртқы кіші программалырының аты; AU – жұмысшы массив.

F(XYD) – (4.25) дифференциалды теңдеулердің нормальді түрі бар оң бөлігін қалыптастыратын кіші программа.

Бұл кіші программа (KOEF және FORC) (4.25) Лагранж теңдеуінің коэффициентін есептеп шығаруды және қозғалтқыштар тудыратын моменттерді есептеуді, талап етеді.

OU(X,Y,D,N,PR) – шығатын ақпаратын өңдейтін кіші программа мұнда манипулятордың жұмысшы органының позициялануының қателіктері шығарылады.

34

Сурет 4.3 - Зерттелетін манипулятордың динамикасын есептеудің алгоритмінің блок-сызбасы (жалғасы келесі бетте)

35

Сурет 4.3 - Зерттелетін манипулятордың динамикасын есептеудің алгоритмінің блок-сызбасы (жалғасы)

RKGS1(PRD,YD,DD,N1,IHD,FD,OUD,AUD) – қозғалтқыгтың динамикалық сипаттамасын беретін дифференциалдық теңдеулерді (4.27) сандық интеграциялаудың стандартты кіші программалары. Дифференциалдық теңдеулер жүйелерін (4.27) сандық интегралдау кезінде жоғарыда берілгендерді

36

ескере отырып интегралдау қадамы әлде қайда аз алынады, манипулятордың механикалық бөлігін көрсететін (4.25) теңдеулер жүйесін интегралдау кезінде қарағанда.

Теңдеулер жүйесін интегралдау (4.27) үшін бастапқы уақыт моменті COMMON блогы және кіші программа F арқылы беріледі.

Мұнда OUD – дифференциалдық теңдеулер жүйесін (4.27) интегралдау кезінде шығатын ақпарат қңделетін кіші программа.

Программа пакетінің жұмысы келесіде (сурет 4.3)

Бастапқыда негізгі программа UPR кіші прорамма ZAC, PROGD және UR көмегімен манипулятордың қозғалысының теңдеулерін (4.25) интегралдау үшін программа мәліметтер қалыптасады. Одан ары кіші программа OU қорытындысына және оң болігін есептейтін F кіші программасында жүгіну болады.

Оң бөлігін есептейтін F кіші программасы қозғалыс теңдеуінің коэффициентін (кіші программалар KOEF және FORG) және қозғалтқыштар тудыратын моменттерді есептеуді талап етеді. Моменттерді есептеу үшін кіші программа F кіші программа RKGS1 –ге жүгінед, ал ол FD кіші программасына жүгіне отырып манипуляторлардың приводтарын сипаттайтын

аламыз. Соңында негізгі программа UPR кинематиканың тура есептерін шешу арқылы анықтағаны нәтижесінде алынған, ұстамның орналасуын есептеу, олардың программалаудан ауытқуы және олардың қортындысын басып шығару.

Зерттелетін манипулятордың сандық анализі (сурет 4.1) үшін мәлімет ретінде тұйық емес кинематикалық тізбекті механизмдер негізіндегі типті манипуляторлардың параметрлері қабылданған болаты. Бұл параметрлер 4.1 кестеде, ал 4.2. кестеде электрлік приводтардың мәліметтері келтірілген. Манипуляторлар механизмдерінің ось аралық қашықтықтарының көлеміне сай параметрлер қабылданған болатын l5= l1+ l2, [м].

Есептеу программасы компьютерде жасалынды. Алынған нәтиже бойынша(Қосымша Б) берілген траектория бойынша манипулятор ұстамының орын ауыстыру және берілгендегіден манипулятор ұстамының нақтылы

(суреттер 4.6 және 4.7) құрайды. Тұтас алғанда барлық зерттелген орын ауыстырулар бойынша қателік 0,18%-ға тең.

37

Кесте 4.1- Негізіндегі типті манипуляторлардың параметрлері

Кесте 4.2 - Электрлік приводтардың мәліметтері

Бастапқы мәндері

Сурет 4.4 - Берілген траектория бойынша манипулятор ұстамының орын ауыстыруы(үзік сызықпен) және оның одан ауытқуы(тұтас сызықпен)

38

Сурет 4.5 - Ұстамның нақтылы орналасуының оның берілген орнынан ауытқу қателігі

Сурет 4.6 - Берілген траектория бойынша манипулятор ұстамының орын ауыстыруы (үзік сызықпен) және оның одан ауытұуы(тұтас сызықпен)

Сурет 4.7 - ұстамның нақтылы орналасуының оның берілген орналасуынан ауытқу қателігі

39

5 ТҰЙЫҚ ЖӘНЕ ТҰЙЫҚ ЕМЕС КИНЕМАТИКАЛЫҚ ТІЗБЕКТЕР НЕГІЗІНДЕГІ МАНИПУЛЯТОРЛАР ДИНАМИКАСЫНЫҢ САЛЫСТЫРМАЛЫ АНАЛИЗДЕРІ

Тұйық кинематикалық тізбектер (сурет 4.1) және тұйық емес кинематикалық тізбектер (сурет 4.2) негізіндегі манипуляторлардың көптеген салыстырмалы анализдері қызығушылық тудыруда. Бұдан ары ыңғайлы болуы үшін бұл манипуляторларды I және II деп белгілейміз. Салыстырмалы анализ жасамас бұрын, манипулятор I үшін 2.3 с.п және манипулятор II үшін, яғни

Берілген есептің шартында жүйе (5.1) қозғалтқыштың динамикасының сипаттамасымен (4.27) бірге интеграциялануға тиісті. Жүйені (5.1) алдыңғы жағдайдағыдай Кошидың қалыпты формасына келтіріп талап етіледі. Онда аналогты (4.23) жүйе (5.1) мына түрде келеді