Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Настоятельная необходимость автоматизации действий, выполняемых человеком в неблагоприятных условиях, определило создание и развитие антропоморфных роботов [1]. Под антропоморфным роботом принято понимать сложный технический объект, обладающий функциональными возможностями присущими человеку: восприятия внешней среды, взаимодействия с внешними объектами, регистрации и контроля собственного состояния, анализа поступающей информации, принятия решений, передачи информации, передвижения. В наибольшей степени взаимодействию с изначально недетерминированными внешними объектами удовлетворяют антропоморфные захваты, имеющие до пяти исполнительных групп звеньев [2]. Каждая исполнительная группа имеет три выходных звена соединенные между собой вращательными парами с параллельными осями вращения.
Основная проблема, возникающая при создании антропоморфных захватов связана со сложностью реализации привода по каждой степени подвижности. При использовании индивидуальных приводов возникают проблемы недостаточной мощности двигателей — при их размещении на выходных звеньях [3], или сложностью конструкции — при вынесении двигателей на звено манипулятора [4].
Решение возникших проблем было найдено за счет использования группового привода с избыточной подвижностью [5]. В таких приводах движение всех выходных звеньев, в пределах одной исполнительной группы, обеспечивается от одного двигателя. Требуемая последовательность движения реализуется за счет введения дополнительных связей функционирования [6].
При этом осуществляется адаптивное управление движением выходных звеньев, в соответствии с которым объект управления меняется в зависимости от внешних условий. В общем случае при обхвате объектами управления последовательно выступают проксимальное (1), медиальное (2), дистальное (3) выходные звенья (рис. 1). Отсутствие индивидуального привода для каждой степени подвижности определяет сложность в реализации управления по параметру — усилие на выходном звене. При завершении процесса обхвата управляемым объектом является звено, имеющее наибольший номер J. При этом из-за недетерминированности положения и формы внешнего объекта управляемым, им может быть любое из выходных звеньев.
В связи с этим для управления усилием следует использовать метод непрямого контроля (рис. 2). В его основе анализ значения приведенного к валу двигателя момента рассчитанного по заданной величине усилия на управляемом звене , и текущего значения момента на двигателе . В этом случае параметром управления являться величина момента на двигателе , а контролируемым параметром является разность моментов :
(1)
. (2)
При таком подходе для управления усилием на выходном звене достаточно выполнять контроль и управление моментом на двигателе любым известным образом. Отпадает необходимость оснащения выходных звеньев устройствами регистрации силы .
Приведенный момент зависит от принятой системы передачи движения, способа введения дополнительных связей функционирования, положением точек контакта внешнего объекта со звеном J.
Реализации метода предполагает аппаратное оснащение, включающее: датчики контакта на выходных звеньях, энкодеры фиксирующие углы относительного поворота выходных звеньев, система регистрации момента на двигателе. Перечисленные компоненты в настоящее время устанавливаются практически на всех типах захватов.
В дальнейшем аналитические зависимости приведенного момента формируются применительно к принятой системе передачи движения предпочтительно рычажного типа.
