Бомба, А. Я. (2025) ОПТИМІЗАЦІЯ РУХУ ОДНОЛАНКОВОГО РОБОТА ПРИ МАЛОМУ ВПЛИВІ ДЕМПФЕРНИХ ПРУЖИН. Вісник Національного університету водного господарства та природокористування (1(109)). с. 140-153.

Text Vt4202512.pdf Download(415kB)

Анотація

Запропоновано метод оптимізації руху одноланкового робота-маніпулятора з мінімальним впливом демпферних пружин. Для цього адаптовано метод збурень, який дозволяє ефективно визначити оптимальне активне керування, враховуючи вплив пасивних сил. Розроблено математичну модель маніпулятора, яка враховує пружні властивості демпферних пружин, їхній вплив на динаміку системи та обмеження активного керування. Задачу розв’язано у вигляді асимптотичного ряду з урахуванням поправок першого порядку, що дозволяє мінімізувати час виконання циклічної операції. Отримані результати сприяють підвищенню ефективності роботи одноланкових маніпуляторів у промислових умовах.

Title in English

OPTIMIZATION OF THE MOVEMENT OF A SINGLE-LINK ROBOT UNDER THE MINIMAL INFLUENCE OF DAMPING SPRINGS

English abstract

Single-link manipulator robots are crucial in industry due to their simplicity, reliability, and precision. They are widely used in manufacturing, transportation, and other areas where fast and accurate operation is essential. The increasing demand for productivity makes improving their speed critically important. Optimizing operation times contributes to reducing energy consumption and equipment wear. Damping springs can influence system dynamics, however, in cases of minimal impact, additional research is required. Nevertheless, considering their influence, it is unnecessary to "solve the problem from scratch" – it is sufficient to introduce adjustments to the simplified problem solution (ignoring the damping effect). The study proposes a method for optimizing the motion of a single-link manipulator robot with relatively minor damping spring influence. A mathematical model of the manipulator robot is described, accounting for the elastic properties of damping springs and their impact on system dynamics. The solution is presented as an asymptotic series, incorporating first-order corrections to minimize the time required for cyclical operations. It was found that these corrections do not affect the overall time for cyclical operations when springs with identical characteristics are used, due to their balancing effect: one provides the initial thrust, while the other slows the motion at the endpoint. As a result, the efficiency of the manipulator’s operation only partially depends on the stiffness of the springs. Proper selection of spring parameters ensures smooth motion but does not shorten operation time when springs with identical characteristics are used. The asymptotic solution method has proven effective in finding optimal manipulator trajectories, particularly under conditions where the impact of elastic forces is minor. This approach allowed for the consideration of complex system dynamics without requiring excessively complicated calculations. The practical application of the results can be beneficial for improving the energy efficiency and productivity of single-link manipulators in industrial processes, especially in cases requiring high precision for cyclical operations.

Перегляд елементу

Завантажень