автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Исследование и разработка манипуляционных механизмов параллельной структуры для подъёмно-транспортных систем предприятий текстильной промышленности

На правах рукописи

ШИРИН1СИН МАКСИМ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МАНИПУЛЯЦИОННЫХ МЕХАНИЗМОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ДЛЯ ПОДЪЁМНО-ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ПРЕДПРИЯТИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 05.02.13 «Машины, агрегаты в процессы (лёгкая пром ышлешшстк)»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 8 ЛЕН 2011

005005409

На правах рукописи

ШИРИНКИН МАКСИМ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МАНИПУЛЯЦИОННЫХ МЕХАНИЗМОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ДЛЯ ПОДЪЁМНО-ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ПРЕДПРИЯТИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 05.02.13 «Машины, агрегаты и процессы (лёгкая промышленность)»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена на кафедре прикладной механики Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина».

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Глазунов Виктор Аркадьевич

доктор технических наук, профессор Терентьев Владимир Ильич

кандидат технических наук, доцент Каганов Юрий Тихонович

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Костромской государственный технологический университет»

Защита диссертации состоится «2£» декабря 2011 г. в часов на заседании диссертационного совета Д212.139.02 при Московском государственном текстильном университете имени А.Н. Косыгина по адресу: 119071, г. Москва, Малая Калужская улица, дом 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина».

Автореферат разослан «ЭД» ноября 2011

г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Д212.139.02 доктор технических наук, профессор

—Ю.С.Шустов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время автоматизация основных технологических операций в различных отраслях промышленности, в том числе и в текстильной, достигла такого уровня, что вспомогательные операции транспортировки и складирования полуфабрикатов и изделий, загрузки и разгрузки технологического оборудования, выполняемые вручную либо с помощью существующих средств механизации и автоматизации, требуют создания новых высокоэффективных средств выполнения этих операций. Промышленные роботы (автоматические манипуляторы) оказались тем недостающим звеном, появление которого позволяет решать задачи комплексной автоматизации на более высоком уровне, объединяя основное технологическое оборудование, подъёмно-транспортные машины и механизмы предприятия в единый автоматизированный комплекс.

Современные подъёмно-транспортные системы предприятии ведущих отраслей промышленности всё чаще создаются на базе пространственных мани-пуляционных механизмов параллельной структуры в силу их уникальных возможностей по точности и грузоподъёмности. Об этом свидетельствуют материалы недавних всемирных конгрессов по науке о машинах в Китае (2004 г.), во Франции (2007 г.), в Мексике (2011 г.), а также симпозиумов по робототехнике «ROMANSY» в Италии (2002 г.), в Канаде (2004 г.), в Польше (2006 г.), в Японии (2008 г.), в Италии (2010 г.).

Однако на сегодняшний день в текстильной промышленности таких подъёмно-транспортных систем практически нет, механизмы параллельной структуры не применяются и в технологических установках текстильной и легкой промышленности. Это обусловливает необходимость разработки механизмов параллельной структуры, обладающих функциональными возможностями, соответствующими транспортным и технологическим операциям текстильной и легкой промышленности.

При этом, несмотря на большое количество публикаций в целом по проблеме разработки и внедрения указанных механизмов, имеются многие нерешенные вопросы их анализа и синтеза, математического моделирования работы этих объектов.

В связи с изложенным, тема данной диссертационно й работы, направлен* ной на исследование и разработку манипуляционных механизмов параллельной структуры для подъёмно-транспортных и технологических систем текстильной промышленности, является актуальной с точки зрения научной и практической значимости поставленной проблемы.

Цель работы. Создание новых манипуляционных механизмов параллельной структуры для высокоэффективных робототехнических подъёмно-транспортных систем предприятий текстильной и легкой промышленности.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо: • выполнить обзор научно-технической литературы по основным направлениям и результатам исследований в области применения робототехнических

систем и манипуляторов в текстильной промышленности, рассмотреть свойства и области применения механизмов параллельной структуры;

• осуществить структурный анализ и синтез и получить схемы манипуля-ционных механизмов параллельной структуры с разным числом степеней свободы, в которых осуществлена частичная кинематическая развязка;

• решить задачи о положениях и скоростях манипулятора параллельной структуры, разработать алгоритмы определения особых положений, соответствующих потере одной или нескольких степеней свободы механизма или его управляемости;

• провести динамический анализ с целью определения колебательных свойств разработанных механизмов параллельной структуры, получить численные решения задачи о колебаниях механизма;

• разработать конструкцию и изготовить физическую модель манипуляци-онного механизма параллельной структуры с четырьмя степенями свободы с целью проведения экспериментальной проверки его работоспособности и определения технических характеристик.

Методы исследований. В диссертации использованы методы компьютерного моделирования, аналитической геометрии, теории механизмов и машин, матричного исчисления.

Научная новизна. В ходе выполнения диссертационной работы впервые:

• синтезированы новые структурные схемы манипуляционных механизмов параллельной структуры с четырьмя, шггью и шестью степенями свободы, в которых осуществлена частичная кинематическая развязка;

• решена задача о скоростях манипулятора параллельной структуры с четырьмя степенями свободы, на основе которой разработаны алгоритмы определения особых положений, соответствующих потере одной или нескольких степеней свободы механизма или его управляемости;

• рассчитаны собственные частоты колебаний для рассматриваемого манипулятора параллельной структуры с четырьмя степенями свободы и получены численные решения задачи о колебаниях механизма;

• разработана конструкция и определены технические характеристики физической модели манипуляционного механизма параллельной структуры с четырьмя степенями свободы.

• Практическая значимость результатов работы. Полученные в работе результаты позволяют повысить эффективность, точность и функциональные возможности робототехнических систем предприятий текстильной и легкой промышленности. Это достигается на основе созданных структурных схем манипуляционных механизмов параллельной структуры, алгоритмов и программ, предназначенных для решения задач о положениях, скоростях и особых конфигурациях, а также о динамических свойствах данных механизмов.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены на заседаниях кафедры прикладной механики МГТУ имени А.Н. Косыгина. Результаты работы доложены на ХШ Всемирном конгрессе по теории механизмов и

машин (Мексика, 2011 г.), на XVII международном семинаре «Технологические проблемы прочности» (г. Подольск - 2010 г.), на международных научно - технических конференциях "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" - ТЕКСТИЛЬ - 2008, ТЕКСТИЛЬ - 2009, ТЕКСТИЛЬ -2010 (г. Москва - 2008г., 2009 г., 2010 г.), на Ш, IV Всероссийских конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Искусственный интеллект: философия, методология, инновации» (г. Москва - 2009г., 2010 г.), на XXI, ХХП, Международных Иновационно-ориентированных конференциях молодых ученых и студентов по современным проблемам машиноведения - МИКМУС-2009, МИКМУС-2010 (г. Москва - 2009г., 2010 г.), на VII Всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI века» (г. Москва - 2008 г.).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 5 научных статей в журналах из списка ВАК, 1 патент РФ на полезную модель.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Объём диссертации составляет 121 страницу машинописного текста, включает 70 рисунков. Список использованной литературы содержит 187 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Приложение представлено на 1 странице.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, отражена научная новизна и практическая значимость результатов.

Первая глава диссертационной работы посвящена рассмотрению современных робототехнических систем, используемых в текстильной и легкой промышленности, а также возможному применению в них манипуляционных механизмов параллельной структуры.

Анализ результатов литературного обзора показал, что механизмы параллельной структуры являются перспективными с точки зрения облегчения конструкции и увеличения точности позиционирования манипулятора.

Вторая глава диссертационной работы посвящена вопросам структурного синтеза манипуляционных механизмов параллельной структуры с частичной кинематической развязкой и разным числом степеней свободы. Данные устройства могут быть предназначены для использования в автоматизированных системах технологического транспорта, в частности на современных крупных текстильных предприятиях. Кроме того, решена задача о положениях для синтезируемого манипулятора.

В первом разделе главы рассмотрен структурный синтез механизмов параллельной структуры с различным числом степеней свободы. На рис. 1 представлена структурная схема механизма с шестью степенями свободы.

Во втором разделе главы рассмотрен структурный синтез механизма с четырьмя степенями свободы, основой которого служат идеи частичной кине-

магической развязки, при которой вертикальные перемещения, а также уравновешивание веса осуществляются соответствующим приводом поступательного перемещения. Перемещения же в плоскости по трем степеням свободы осуществляются тремя двигателями вращательного перемещения, имеющими относительно меньшую мощность (рис. 2).

Рис. 1

Рис.3

а, = агссоз

Рис.2

В третьем разделе главы решена обратная задача о положениях для плоского механизма параллельной структуры с тремя степенями свободы, являющегося основной частью синтезируемого манипуляционного механизма с четырьмя степенями свободы.

Расчетная схема для определения обобщенных координат этого механизма представлена на рис. 3. Углы, определяющие положение платформы находятся по формулам

(4М,-ВМ.)-(Р230 -ВМ0)+(4И|-ВМ,)-(В23,-ВМ,)+(ЛМ,-ВМ,)-(В23,-ВМ,)

И!}2-*-

р, = агссоэ

2 •£,./, у щ

— Хр

Остальные углы определяются аналогичным образом.

Выполненный структурный синтез и анализ манипуляционных механизмов с четырьмя, пятью и шестью степенями свободы показал, что они обладают свойством частичной кинематической развязки. Поэтому для решения задачи о положениях необходимо рассматривать плоский механизм с тремя степенями свободы. Параллельное расположение поступательных и вращательных приводов каждой кинематической цепи дает возможность кинематической развязки между движениями в плоскости и движениями, перпендикулярными ей.

Третья глава диссертационной работы посвящена решению задачи о скоростях и определению «особых» положений плоского механизма.

( Ур В первом разделе главы решена задача о по-

ложениях и скоростях для плоского манипу-ляционного механизма параллельной структуры с тремя степенями свободы (рис. 4).

Обобщенные координаты отсчитыва-ются от осиХ Условие связей имеет вид

(£>12)2 =(хм-хс02+(ут-ус02, хт2 + ут2 + хЫ2 + уЫ1 + {йЩг -- 2 хт • хЫ - 2ут • уЫ+ + 2ЫЛ ■ (хЫ - хт) ■ соз(й') + + 2Ш\ ■ (уЫ - ут) ■ бш(Я) - фЬ2)2 = 0.

Дня упрощения решения квадратного уравнения произведена замена некоторых выражений и в итоге получена формула для определения обобщенных координат

- 2 * М * т ± д/(2 * М * N1)2 -4*(№2 +е/2)*(М2

Рис.4

йг12 = агссо:

■вп

2*(м +еп

Обобщенные координаты найдены для решения задачи о скоростях. Неявная функция между обобщенными и абсолютными координатами будет иметь вид: Р(хп,уп,^,в1) = 0, где / = 1,2,3...п.

Fl = [хт -хЫ- ЫЛ * соЩ + [ут - уЫ - Ш1 * ьш(в, Нужно найти частные производные от неявной функции между обобщенными и абсолютными координатами и составить две матрицы А и В, которые участвуют в уравнении Анжелеса и Гослена для определения абсолютных и обобщенных скоростей. Это уравнение имеет вид:

А* уп 62

д!П дхп дГ2 дхп дРЗ хп

дП дуп дП дуп дРЗ дуп

ал д<р

д<р дП

д<Р .

'дП 0

0

хп 801

0 дР2 0

уп — —

дв2

<Р. 0 0 дЮ

к 303

'¿П 62 6Ъ

Скорости определяются из этого уравнения.

Во втором разделе главы разработаны алгоритмы определения особых положений, соответствующих потере одной или нескольких степеней свободы механизма или его управляемости.

Особые положения наступают, если одна из матриц (А) или (В), или они обе становятся вырожденными, то есть определитель этих матриц обращается в ноль. В работе рассмотрены и определены два конкретных особых положения механизма, изображенных на рис. 5 и 6.

Установлены некоторые свойства по определению скоростей в особых положениях:

1. В случае, когда вырождена матрица А, задав две обобщенные скорости и одну абсолютную скорость, можно получить две абсолютные и одну обобщенную скорости.

2. В случае, когда вырождена матрица В, задав две абсолютные скорости и одну обобщенную скорость, можно получить две обобщенные и одну абсолютную скорости.

Рис.5

Четвертая глава диссертационной работы посвящена изучению некоторых динамических свойств манипулятора параллельной структуры, связанных с его колебательными процессами.

В первом разделе главы рассмотрен плоский механизм с тремя степенями свободы, для описания колебательного процесса которого использовано уравнение Даламбера-Лагранжа.

Законы изменения абсолютных координат и скоростей механизма получены из уравнений

т

Щ

~ау

т

J

При расчете процесса колебаний были приняты начальные условия: Дх0=0, Ауо=0, А<ро=0,1 рад, Гх=0, Гу=0, со=0. Конечное время расчета 1 сек.

Поскольку колебания считаются малыми, была осуществлена линеаризация приведенных выше уравнений. В результате численного решения были получены следующие зависимости:

Анализ графиков этих зависимостей показал, что первая собственная частота колебаний примерно равна 7,5 Гц.

Во втором разделе главы на основании уравнения Лагранжа П рода дан алгоритм и определены собственные частоты свободных колебаний для рассматриваемого манипулятора параллельной структуры.

В соответствии с числом независимых обобщенных координат системы имеем три уравнения Лагранжа П рода:

Уо=Ух, У]=хп, У2=Уу, Уз=уп, У4=(о, У5=<р, график одной из которых представлен на рис. 7.

1<Ют

Рис.7

где — = 0 в виду малых колебаний системы.

а?.

q 2

Потенциальная энергия системы определяется по формуле П = ■—.

¡=1 2

Для рассматриваемого механизма кинетическая энергия равна

2 2 2 2 2' № уравнения Анжелеса и Гослена выражаем абсолютные скорости через обобщенные

(дР]_ аЕЛ'1 Г ар,

дх ду д<р двх

V, \ /

SF, 5F2 SF,

cbс ду 8<р Щ

ах

5F3 ¿>F, aF,

о

дв2

о ^

/ л

V У

Подставив исходные данные, получаем кинетическую энергию системы, выраженную через обобщенные скорости, и находим частные производные кинетической энергии по обобщенным скоростям, а затем производные по времени. В итоге движение системы определяется системой уравнений

0,299?, -0,07ty2 -0,071?3 = ■ (-0,07% +0,301?, - 0,126g3 = -c-q2.

(-0,071)?, - 0,07q2 + 0,3?3 =-c-q,

Пусть источником возникновения внешней силы будет процесс, в котором обобщенные координаты имеют частные решения

q, = Ai-siníoí.

В итоге обобщенная сила равна: -sino/ ^ где _ амплитуда коле-

баний, со - круговая частота колебаний, t - время.

Вторая производная от обобщенной координаты будет равна

q, =-Д-со2-sínarf.

Подставив выражения координат и ускорений и сократив на множитель sin mt ^ получаем:

(l000 - 0,299©2 )• Д + 0,071®2 -А2 +0,071а2-А3 =0 0,071o2 -A¡ + (ю00 - 0,301<э2)-Л2 +0,126<а2 ■А3= 0. 0,071 о2 - Д + 0,07© 2 • А2 + (l000 - 0,3 ■ 02 )• А3 = 0

Движения в механической системе возможны только в том случае, если уравнения системы совместны друг с другом. Условием совместности уравне-

ний является равенство нулю определителя, составленного из коэффициентов

Аи А2, А3

1 ООО- 0,299 V 0,071 со2 0,071 о2 0,071 е»2 1000-0,301 ю2 0,126-да2 0,071 со2 0,07 2 1000-0,3-ю2

= (-0,002) • а6 + 251,097 -а4 -9• 105 • а2 +109.

Составив и раскрыв этот определитель, получаем уравнение для определения частот возможных колебаний

(-0,002) • ю6 + 251,097 ■ й/ - 9 • 105 • а2 +109 = 0.

Решение уравнения даёт следующие значения круговых частот: щ, =50,8рад/с, т2 =84,1 рад/с, саъ =51,9 рад/с.

Собственные частоты колебаний определяются: V, = — (/ = 1,2,3).

2л

Значения собственных частот колебаний будут равны: V, = 8,1 Гц, v2 =8,3 Гц, у3 =13,4 Гц.

Из сопоставления результатов, полученных двумя разными методами, можно утверждать, что собственные частоты колебаний, полученные этими методами достаточно близки, разница составляет 7,4 %.

В пятой главе диссертационной работы рассмотрена конструкция макетного образца манипуляционного механизма параллельной структуры с четырьмя степенями свободы (рис. 8), а также некоторые возможные применения данного механизма.

В первом разделе главы приведено описание конструкции физической модели разработанного манипуляционного механизма параллельной структуры и результаты экспериментальных исследований проверки его работоспособности, позволивших определить технических характеристик модели манипулятора.

Щ

1Ш

Технические характеристики манипулятора

Габаритные размеры макета, мм:

- длина 420

- ширина 420

- высота 800 Грузоподъемность, кг 3,5 Высота подъема груза, м 0,13 Скорость подъема (опускания) груза, м/с 0,02 Погрешность позиционирования, мм 0,5 Макс, угол поворота платформы, град ±105 Погрешность отработки траектории, мм 0,5 Общая масса, кг 9,8 Масса блока системы управления, кг 2 Масса подвижных элементов макета, кг 2 Число одновременно управляемых координат 4 Напряжение питания, В 220

Рис. 8

Во втором разделе главы рассмотрены возможные применения синтезированных механизмов параллельной структуры с четырьмя и шестью степенями свободы в различных областях техники, в том числе в текстильной промышленности.

Анализ производства показал, что наиболее очевидная область применения робототехники на предприятиях текстильной промышленности - это автоматизация операций погрузки-выгрузки (съема-установки) и транспортировка объектов, в частности осуществление автоматического съема бобин и установка пустых патронов на пневмомеханических прядильных машинах либо для автоматической установки бобин на передвижные секции шпулярника сновальной машины (рис. 9).

Кроме того, весьма перспективны с этой точки зрения агрегаты для автоматизированного раскроя подвижными вибрационными ножами различного типа (стержневые, дисковые, ленточные ножи, резаки, фрезы, ножницы) настилов текстильных и кожевенно-меховых материалов (рис. 10).

Механизм с шестью степенями свобода может найти широкое применение в системах лазерной маркировки, гравировки и резки различных цилиндрических поверхностей изделий из различных материалов или поверхностей сложной формы (рис. 11). Также манипуляционный механизм может использоваться в качестве опорно-поворотного устройства для наведения и вращения радиолокационных антенн (рис. 12).

Рис.9

Рис. 10

Рис. 11

Рис. 12

Физическая модель-прототип разработанного пространственного мани-пуляционного механизма параллельной структуры с четырьмя степенями свободы имеет сравнительно высокую точность позиционирования, довольно «простую» конструкцию, не предъявляет высокие требования к приводам и не требует больших затрат на изготовление деталей. В связи с этим внедрение в систему автоматизации текстильного предприятия промышленных роботов, созданных на базе данного манипулятора, позволит повысить эффективность её функционирования.

Приложение содержит справку об использовании результатов работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ отечественных и зарубежных научно-технических публикаций по основным направлениям и результатам исследований в области применения робототехнических систем и манипуляторов в текстильной промышленности позволил выявить, что наиболее перспективными для создания новых промышленных роботов с точки зрения облегчения конструкции и увеличения точности позиционирования, являются манипуляторы параллельной структуры.

2. В результате проведённых исследований синтезированы новые структурные схемы манипуляционных механизмов параллельной структуры с четырьмя, пятью и шестью степенями свободы.

3. Установлено, что разработанные механизмы обладают свойством частичной кинематической развязки. Поэтому для решения задачи о положениях необходимо рассматривать плоский механизм с тремя степенями свободы, параллельное расположение поступательных и вращательных приводов каждой кинематической цепи которого дает возможность кинематической развязки между движениями в плоскости и движениями, перпендикулярными ей.

4. Решение задачи по определению особых положений позволило определить, что при потере одной степени свободы механизма абсолютные скорости не могут быть заданы произвольно. Они должны удовлетворять условию связи, налагаемой сингулярностью. В случае же появления неуправляемой подвижности в механизме уже обобщенные скорости не могут быть заданы произвольно, они также должны удовлетворять условию связи, налагаемой сингулярностью.

5. Сравнение результатов определения собственных частот колебаний манипулятора, полученных с помощью решения уравнений Лагранжа II рода и на основе численного решения уравнений Даламбера-Лагранжа, позволяет утверждать, что собственные частоты, полученные этими методами достаточно близки, разница составляет примерно 7,4 %.

6. Разработана конструкция манипуляционного механизма параллельной структуры с четырьмя степенями свободы и изготовлена его действующая физическая модель - прототип. Техническое решение защищено патентом РФ на полезную модель.

7. Выполненные на модели-прототипе экспериментальные исследования по проверке работоспособности манипулятора дали положительные результаты и позволили установить его технические характеристики.

8. Разработанный манипуляционный механизм параллельной структуры с четырьмя степенями свободы имеет сравнительно высокую точность позиционирования, довольно «простую» конструкцию, не предъявляет высокие требования к приводам и не требует больших затрат на изготовление деталей. В связи с этим внедрение данных механизмов в роботизированные подъёмно-транспортные системы предприятий текстильной промышленности позволит повысить эффективность их функционирования.

9. Полученные в работе экспериментальные данные, алгоритмы и методы решения задач синтеза, кинематики и динамики механизмов параллельной структуры приняты к использованию в системе расчётно-конструкторских работ ФГУП «КБточмаш» им. А.Э. Нудельмана (г. Москва).

Материалы диссертации опубликованы в следующих, работах:

1. Ширинкин MA, Разработка манипуляционного механизма параллельной структуры с четырьмя степенями свободы / М.А. Ширинкин, В.А. Глазунов, C.B. Палочкин // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2010, №1,-с. 102-107.

2. Ширинкин М.А. Решение задачи о скоростях и особых положениях манипулятора параллельной структуры / М.А. Ширинкин, В.А. Глазунов, C.B. Палочкин, C.B. Хейло // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2011, № 3. - с. 95-100.

3. Хейло C.B. Определение собственных частот колебаний манипулятора параллельной структуры / C.B. Хейло, М.А. Ширинкин, В.А. Глазунов // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2011, № 4 . - с. 120-123.

4. Ширинкин М.А. / Структурный анализ пространственных механизмов параллельной структуры с четырьмя и шестью степенями свободы П Машиностроение и инженерное образование, 2011, № 2. - с. 8-12.

5. Манипулятор параллельной структуры с четырьмя степенями свободы / В.А. Глазунов, CJ3. Хейло, MA Ширинкин, П.А. Ларюшкин, AJ3. Ковальчук // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2011, №4 (2). - с. 92-93.

6. Glazunov V., Palochkin S, Kheilo S., Shirinkin M, Nguyen Minh Thanh. On 4-DOF Particularly Decoupled Parallel Mechanisms. // Proceedings of the 13th World Congress in Mechanism and Machine Science IFToMM- Guanajuato,

Mexico.- 19-26 June 2011. - 8 P.

7. Патент на полезную модель № 88601 Российская Федерация, МПК B25J 1/00. Пространственный механизм с четырьмя степенями свободы / Глазунов

B.А., Ширинкин М.А., Палочкин C.B.; Заявитель и патентообладатель Московский гос. текстильный универ. им. А.Н.Косыгина. - № 2009121390/22, за-явл. 05.06.2009; опубл. 20.11.2009; бюл. № 32. - 2 с.

8. ПТиринкин М.А. C.B. Роботы и манипуляторы в текстильной промышленности / М.А. Ширинкин, C.B. Палочкин // Сб. Тезисы докладов Седьмой Всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI века» - М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2008. - с. 99.

9. Ширинкин М.А. Характеристики манипуляторов параллельной структуры, обусловливающие их применение в текстильной промышленности / М.А. Ширинкин, В.А. Глазунов // Сб. Тезисы докладов Международной научно -технической конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" (ТЕКСТИЛЬ-2008) - М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2008. - с. 130-131.

10.Ширинкин М.А Исследование манипулятора параллельной структуры для текстильной промышленности / М.А. Ширинкин, В.А. Глазунов, C.B. Палочкин // Сб. Тезисы докладов Международной научно - технической конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" (ТЕКСТИЛЬ-2009) - М.: МГТУ им. АН. Косыгина, 2009. - с. 137.

11 .Ширинкин М.А. Разработка манипуляционного механизма параллельной структуры с четырьмя степенями свободы / М.А. Ширинкин, В. А. Глазунов,

C.B. Палочкин // Искусственный интеллект: философия, методология, инновации. Материалы Ш Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Москва, МИРЭА, 11-13 ноября 2009 г. Под ред. Д.И. Дубровского и Е.А. Никитиной. - М.: «Связь-Принт», 2009. - с. 343-345.

12.Ширинкин М.А. Синтез механизма параллельной структуры с четырьмя степенями свободы / М.А. Ширинкин, В.А. Глазунов, Нгуен Кхань Ньян И Сб. XXI Международная Иновационно - ориентированная конференция молодых ученых и студентов по современным проблемам машиноведения (МИКМУС-2009), г. Москва, Институт машиноведения им. A.A. Благонра-вова РАН, 16-18 ноября 2009 г. - М.: ИМАШ РАН, 2009 г. - с. 87.

13.Глазунов В.А. Определение особых положений манипулятора с параллельной структурой / В.А. Глазунов, C.B. Хейло, М.А. Ширинкин // Сб. Тезисы докладов Международной научно - технической конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" (ТЕКСТИЛЬ-2010) -М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2010. - с. 178-179.

14.Ширинкин М.А., Глазунов В.А., Хейло C.B. / Сингулярность манипулятора параллельной структуры. // Электронная культура «феномен неопросветительства», 18 июня 2010 г. - М.: «ИИнтелл», 2010. - с. 146-150.

15.Глазунов В.А Решение задачи о скоростях манипулятора параллельной структуры с тремя степенями свободы / В.А. Глазунов, C.B. Палочкин, М.А. Ширинкин, C.B. Хейло // Сб. Материалы XVII международного семинара «Технологические проблемы прочности» - Подольск: МОУ, 2010. - с. 87-93.

16. Ширинкин МА. Структурный синтез робота параллельной структуры с четырьмя степенями свободы / М.А. Ширинкин, В.А. Глазунов, С.В. Палоч-кин, С.В. Хейло, АВ. Ковальчук // Искусственный интеллект: философия, методология, инновации. Материалы IV Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Часть 2, г. Москва, МИРЭА, 10-12 ноября 2010 г. Под ред. ДИ. Дубровского и Е.А. Никитиной. - М.: «Радио и Связь», 2010. - с. 91-93.

17. Ширинкин МА. Исследование подвижностей в механизмах параллельной структуры 1 МЛ. Ширинкин, В.А. Глазунов, С.В. Палочкин, С.В. Хейло // ХХП Международная Иновационно - ориентированная конференция молодых ученых и студентов (МИКМУС-2010) «Будущее машиностроения России»: сборник материалов конференции с элементами научной школы для молодежи (Москва, 26-29 ноября 2010 г.) - М: Цифровичок, 2010 г. - с. 60.

Подписано в печать 21.11.11 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ. Усл.печл. 1,0 Заказ 369 Тираж 80 ФГБОУ ВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина», 119071, Москва, ул. Малая Калужская, 1

ВВЕДЕНИЕ.

Глава

СОСТОЯНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ПРЕДПРИЯТИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

МЕХАНИЗМОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ.

1.1. Робототехнические системы и манипуляционные механизмы в текстильной и легкой промышленности.

1.2. Перспективы внедрения механизмов параллельной структуры в робототехнические системы предприятий текстильной и легкой промышленности.

Глава

СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ.

2.1. Структурный синтез механизмов параллельной структуры с разным числом степеней свободы.

2.2. Структурный синтез механизма с четырьмя степенями свободы.

2.3. Решение задачи о положениях для плоского механизма параллельной структуры с тремя степенями свободы.

Глава

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИКИ МЕХАНИЗМА

ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ.

3.1. Решение задачи о скоростях для плоского механизма параллельной структуры с тремя степенями свободы.

3.2. Исследование особых положений механизма параллельной структуры.

Глава

ДИНАМИКА МЕХАНИЗМА ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ.

4.1. Анализ колебательных процессов механизма параллельной структуры на основе уравнения Даламбера-Лагранжа.

4.2. Определение собственных частот колебаний механизма параллельной структуры на основе уравнения Лагранжа II рода.

Глава

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РАЗРАБОТАННОГО

МЕХАНИЗМА ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ.

5.1. Описание конструкции модели механизма параллельной структуры и её экспериментальные исследования.

5.2. Возможные применения синтезированных механизмов параллельной структуры в текстильной, лёгкой и других отраслях промышленности.

Актуальность темы. В настоящее время автоматизация основных технологических операций в различных отраслях промышленности, в том числе и в текстильной, достигла такого уровня, что вспомогательные операции транспортировки и складирования полуфабрикатов и изделий, загрузки и разгрузки технологического оборудования, выполняемые вручную либо с помощью существующих средств механизации и автоматизации, требуют создания новых высокоэффективных средств выполнения этих операций. Промышленные роботы (автоматические манипуляторы) оказались тем недостающим звеном, появление которого позволяет решать задачи комплексной автоматизации на более высоком уровне, объединяя основное технологическое оборудование, подъёмно-транспортные машины и механизмы предприятия в единый автоматизированный комплекс.

Современные подъёмно-транспортные системы предприятий ведущих отраслей промышленности всё чаще создаются на базе пространственных манипуляционных механизмов параллельной структуры в силу их уникальных возможностей по точности и грузоподъёмности. Об этом свидетельствуют материалы недавних всемирных конгрессов по науке о машинах в Китае (2004 г.), во Франции (2007 г.), в Мексике (2011 г.), а также симпозиумов по робототехнике «ЯОМА^У» в Италии (2002 г.), в Канаде (2004 г.), в Польше (2006 г.), в Японии (2008 г.), в Италии (2010 г.).

Однако на сегодняшний день в текстильной промышленности таких подъёмно-транспортных систем практически нет, механизмы параллельной структуры не применяются и в технологических установках текстильной и легкой промышленности. Это обусловливает необходимость разработки механизмов параллельной структуры, обладающих функциональными возможностями, соответствующими транспортным и технологическим операциям текстильной и легкой промышленности.

При этом, несмотря на большое количество публикаций в целом по проблеме разработки и внедрения указанных механизмов, имеются многие нерешенные вопросы их анализа и синтеза, математического моделирования работы этих объектов.

В связи с изложенным, тема данной диссертационной работы, направленной на исследование и разработку манипуляционных механизмов параллельной структуры для подъёмно-транспортных и технологических систем текстильной промышленности, является актуальной с точки зрения научной и практической значимости поставленной проблемы.

Целью данной работы является создание новых манипуляционных механизмов параллельной структуры для высокоэффективных робототехнических подъёмно-транспортных систем предприятий текстильной и легкой промышленности.

Для достижения поставленной цели должны быть решены задачи, в ходе которых необходимо:

• выполнить обзор научно-технической литературы по основным направлениям и результатам исследований в области применения робототехнических систем и манипуляторов в текстильной промышленности, рассмотреть свойства и области применения механизмов параллельной структуры;

• осуществить структурный анализ и синтез и получить схемы манипуляционных механизмов параллельной структуры с разным числом степеней свободы, в которых осуществлена частичная кинематическая развязка;

• решить задачи о положениях и скоростях манипулятора параллельной структуры, разработать алгоритмы определения особых положений, соответствующих потере одной или нескольких степеней свободы механизма или его управляемости;

• провести динамический анализ с целью определения колебательных свойств разработанных механизмов параллельной структуры, получить численные решения задачи о колебаниях механизма;

• разработать конструкцию и изготовить физическую модель манипуляционного механизма параллельной структуры с четырьмя степенями свободы с целью проведения экспериментальной проверки его работоспособности и определения технических характеристик.

Научная новизна заключается в следующем: ® синтезированы новые структурные схемы манипуляционных механизмов параллельной структуры с четырьмя, пятью и шестью степенями свободы, в которых осуществлена частичная кинематическая развязка;

• решена задача о скоростях манипулятора параллельной структуры с четырьмя степенями свободы, на основе которой разработаны алгоритмы определения особых положений, соответствующих потере одной или нескольких степеней свободы механизма или его управляемости;

• рассчитаны собственные частоты колебаний для рассматриваемого манипулятора параллельной структуры с четырьмя степенями свободы и получены численные решения задачи о колебаниях механизма;

• разработана конструкция и определены технические характеристики физической модели манипуляционного механизма параллельной структуры с четырьмя степенями свободы.

Практическая значимость определяется тем, что полученные в работе результаты позволяют повысить эффективность, точность и функциональные возможности робототехнических систем предприятий текстильной и легкой промышленности. Это достигается на основе созданных структурных схем манипуляционных механизмов параллельной структуры, алгоритмов и программ, предназначенных для решения задач о положениях, скоростях и особых конфигурациях, а также о динамических свойствах данных механизмов.

Методы, применяемые в работе.

В диссертации использовались методы компьютерного моделирования, аналитической геометрии, теории механизмов и машин, матричного исчисления.

Достоверность полученных результатов определяется использованием только общепринятых допущений, строгостью математических выкладок, проверкой результатов на основе численного моделирования синтезированных механизмов и исследования макета экспериментальной установки.

Апробация работы.

Основные положения диссертации обсуждены на заседаниях кафедры прикладной механики МГТУ имени А.Н. Косыгина. Результаты работы доложены на XIII Всемирном конгрессе по теории механизмов и машин (Мексика, 2011 г.); на XVII международном семинаре «Технологические проблемы прочности» (г. Подольск - 2010 г.); на международных научно -технических конференциях "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности" - ТЕКСТИЛЬ - 2008, ТЕКСТИЛЬ - 2009, ТЕКСТИЛЬ - 2010 (г. Москва - 2008 г.-2010 г.); на III, IV Всероссийских конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Искусственный интеллект: философия, методология, инновации» (г. Москва - 2009 г., 2010 г.); на XXI, XXII Международных Иновационно-ориентированных конференциях молодых ученых и студентов по современным проблемам машиноведения - МИКМУС-2009, МИКМУС-2010 (г. Москва - 2009 г., 2010 г.); на VII Всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI века» (г. Москва - 2008 г.).

Публикации.

По результатам диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 5 научных статей в журналах из списка ВАК, 1 патент РФ на полезную модель.

Структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы.

1. Абрамов В.Ф., Соколов В.Н. Процессы, инструмент и устройства резания в производстве одежды, обуви, кожи и меха. - М.: Московский государственный университет дизайна и технологии, КноРус, 2002. - 256 с.

2. Аверьянова В.Г., Диментберг Ф.М. Определение винтов перемещения по начальному и конечному положениям твердого тела // Машиноведение.- 1966.-№2,- С.13-17.

3. Ализаде Р.И. Функциональный синтез пространственных трехстепенных манипуляторов // Проблемы машиностроения и надежности машин.- 1994.- №5.- С.129-133.

4. Анастасиев A.A., Архипов H.H., Жаров А.И., Корнилов В.П., Сторожев B.B. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 352 с.

5. Анджелес Д., Андерсон К., Сайрил К, Чжень В. Решение обратной кинематической задачи для роботов-манипуляторов при наличии вырожденных ситуаций // Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Современное машиностроение.- 1989.- №4,- С. 35-44.

6. Арзуманян К.С., Колискор А.Ш. Синтез структур 1-координатных систем для исследования и диагностирования промышленных роботов // Испытания, контроль и диагностирование гибких производственных систем.- М.: Наука.-1988,- С. 70-81.

7. Артоболевский И.И. Кобринский А.Е. Роботы // Машиноведение.-1970.-№5.- С. 3-11.

8. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов. 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Наука, 1988- 640 с.103

9. Воробьев Е.И. Синтез пространственных незамкнутых цепей по заданному движению объекта. // Механика машин.- М.: Наука.- 1977.- Вып. 52.- С.11-20.

10. Воробьев Е.И., Диментберг Ф.М. Теория пространственных шарнирных механизмов.- М.: Наука, 1991.- 262 с.

11. Ганулич A.A. Роботизированная технология швейных изделий. / М.: Легпромбытиздат, 1990. - 200 с.

12. Ганиев Р. Ф. Кононенко В. О. Колебания твердых тел.- М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1976.- 432 с.

13. Глазунов В. А., Колискор А.Ш., Крайнев А.Ф. Пространственные механизмы параллельной структуры.- М.: Наука, 1991.- 95 с.

14. Глазунов В.А., Колискор А.Ш., Крайнев А.Ф., Модель Б.И. Принципы классификации и методы анализа пространственных механизмов с параллельной структурой // Пробл. машиностроения и надежности машин.-1990.-№ 1.- С.41-49.

15. Глазунов В.А. Об управлении манипулятором в особенных положениях //Изв. АН СССР. МТТ.- 1985,- № 4,- С. 45-50.

16. Глазунов В.А., Хейло C.B., Ширинкин М.А., Ларюшкин П.А., Ковальчук A.B. / Манипулятор параллельной структуры с четырьмя степенями свободы. // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2011, №4 (2), с. 92-93.

17. Дамаскин Б.И., Кузнецов Л.В. Подъемно-транспортные устройства в обувной, швейной и кожевенной промышленности, изд-во «Легкая индустрия», 1970, 296 с.

18. Джолдасбеков У.А. Графо-аналитические методы анализа и синтеза механизмов высоких классов.- Алма-Ата: Наука, 1983.- 256 с.104

19. Диментберг Ф.М. Об особенных положениях пространственных механизмов //Машиноведение.- 1977.- № 5.- С. 53-58.

20. Диментберг ФМ. Движение твердого тела, осуществляемое действием на его точки тяг-толкателей // Машиноведение.- № 5.- С. 63-69.

21. Диментберг Ф.М., Саркисян Ю.Л., Усков М.К. Пространственные механизмы.- М.: Наука, 1983.- 95 с.

22. Диментберг Ф. М. Теория винтов и ее приложения.- М.:Наука,1978.- 327 с.

23. Диментберг Ф. М. Теория пространственных шарнирных механизмов.- М.: Наука, 1982.-336 с.

24. Ермаков A.C. Оборудование швейных предприятий: Учебник для нач. проф. Образования. М.: ИРПО; ПрофОбрИздат, 2002. - 432 с.

25. Заблонский К.И., Монашко Н.Т., Щекин Б.Н. Оптимальный синтез схем манипуляторов промышленных роботов.- Киев: Техника, 1989. 152 с.

26. Игнатьев М.Б., Кулаков Ф.М., Покровский A.M. Алгоритмы управления роботами-манипуляторами. 2-е изд., перераб.- Л.: Машиностроение, 1977. 248 с.

27. Иосилевич Г.Б., Лебедев П.А., Стреляев B.C. Прикладная механика,- М.: Машиностроение, 1985.- 576 с.

28. Кислицын С.Г. Тензорный метод в теории пространственных механизмов //Тр. семинара по ТММ,- 1954,- Т. 14, вып. 54,- С. 51-75

29. Кинематика, динамика и точность механизмов: Справочник / Под ред. Г.В. Крейнина,- М.: Машиностроение, 1984.- 224 с.

30. Климов В. А., Гончаренко В. Н., Ганулин А. А. и др. Робототехнические системы в текстильной и легкой промышленности / М.: Легпромбытиздат, 1991.-312 с.

31. Кобринский A.A. О механических свойствах манипуляционных систем // ДАН СССР.- 1978.- Т. 241, №4,- С. 777-780

32. Кобринский A.A., Кобринский А.Е. Манипуляционные системы роботов: основы устройства, элементы теории.- М.: Наука, 1989.- 344 с.

33. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник М.: Машиностроение, 1983.-376 с.

34. Колискор А.Ш. Разработка и исследование промышленных роботов на основе 1-координат. // Станки и инструмент.- 1982.- № 12.- С. 21-24.

35. Колискор А.Ш., Правоторова Е.А. Исследование точности движения схвата промышленного робота в пространстве // Машиноведение.- 1989.- №1.- С. 5638. Коловский М.З., Слоущ A.B. Основы динамики промышленных роботов.-М.: Наука, 1988.- 240 с.

36. Коловский М.З. Динамика машин.- Л.: Наука. 1964.- 390 с.

37. Константинов М.М., Танев Т.К., Шиваров Н.С. Кинематичен анализ на механизъм с паралелна топология // Проблемы технич. кибернетики и робот.-1990.- №31.- С. 60-70.

38. Конструирование машин, т. I. / Под общей редакцией акад. В.В.Фролова,-М.: Машиностроение, 1994.- 530 с.

39. Корендясев А.И., Саламандра Б.Л., Серков H.A., Столин Ю.В., Тывес Л. И. Развитие и внедрение методов анализа и синтеза механизмов промышленных роботов / Робототехника: новые этапы развития / М.: Изд-во РАН.- 1993.- С.74-82.

40. Корендясев А.И., Саламандра Б.Л., Тывес Л.И. Определение числа степеней свободы исполнительного органа промышленного робота // Машиноведение.-1985.-№6,- С.44-53.

41. Крайнев А.Ф. Функциональная классификация механизмов // Проблемы машиностроения и надежности машин,- 1993.- № 5.- С. 10-20.

42. Крайнев А.Ф., Глазунов В.А. Новые механизмы относительного манипулирования // Проблемы машиностроения и надежности машин.- 1994.-№5,- С. 106-117.

43. Крайнев А.Ф., Ковалев Л.К., Васецкий В.Г., Глазунов В.А. Разработка установок для лазерной резки на основе механизмов параллельной структуры // Проблемы машиностроения и надежности машин.-1994.- №6.- С. 84-93.

44. Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам.- М., Машиностроение.1061987.- 560 с.

45. Крейнин Г.В., Акопян A.M., Лунев В.В. К оценке влияния инерционных свойств ведущих звеньев на динамику платформенного механизма // Машиноведение.- 1989.- № 6.- С.51-55.

46. Крутько П.Д., Попов .П. Кинематические алгоритмы управления движением манипуляционных роботов // Изв. АН СССР. ТК.- 1979.- № 4.-С. 77-86.

47. Корендясев А.И., Саламандра Б.Л., Тывес Л.И. и др. Манипуляционные системы роботов / Под ред. А.И. Корендясева.-М.: Машиноведение, 1989.-472 с.

48. Лебедев П.А., Ростовцев В.Н. О бифуркации функции положения пространственного четырехшарнирника // Машиноведение.- 1978.- № 6.- С. 27

49. Левитский Н.И. Теория механизмов и машин: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Наука, 1990.- 592 с.

50. Лунев В.В., Мисюрин С.Ю. Положения равновесия механизмов и способы их определения // Проблемы машиностроения и надежности машин.- 1996.-№ 1.- С. 12-17.

51. Лунев В.В., Мисюрин С.Ю. Решение задач о положениях механизма методом многоугольников Ньютона // Проблемы машиностроения и надежности машин.- 1994.- № 2.- С.26-31.

52. Мардер Б.О., Лебедев П.А. О ветвлении функции положения выходного звена пространственного двухкривошипного двухконтурного механизма BBCnCnCnCC//Машиноведение.- 1986.- №4.- С. 30-39.

53. Машиностроение. Энциклопедия/Ред.совет: К.В. Фролов (пред.) и др. М.: Машиностроение. Машины и агрегаты текстильной и легкой промышленности. Т. IV-13/ П.А. Мартынов, А.Ф. Прошков, А.П. Яскин и др.; Под общ. ред. П.А. Мартынова. 1997. - 608 с.

54. Медведев B.C., Лесков А.Г., Ющенко А.С, Системы управления манипуляционных роботов,- М.: Наука, 1978.- 416 с.

55. Мерцалов М.П. Построение последовательных положений звеньев пространственного семизвенного шарнирного механизма семизвенника // Изв.107АН СССР. ОТН,- 1940,- №9.- С 67-78.

56. Механика промышленных роботов: Учеб. пособие для втузов / Под ред. К.В. Фролова, Е.И. Воробьева. Кн. 1. Кинематика и динамика / Е.И. Воробьев, С. А. Попов, Г.И.Шевелева.- М.: Высш. шк., 1988.- 304 с

57. Мохамед М., Даффи Д. Непосредственное определение мгновенной кинематики роботов с параллельным расположением приводов // Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Конструирование и технология машиностроения.- 1985.-№ 2.- С.229-232.

58. Мудров П. Г. Пространственные механизмы с вращательными парами.- Казань, Казанский сельскохозяйственный институт им М.Горького, 1976.- 265 с.

59. Овакимов А.Г. Задача о движении пространственных рычажных механизмов с несколькими степенями свободы и ее решение методом замкнутого векторного контура // Механика машин.- М.: Наука,- 1970.- Вып. 29/30.- С. 61 -76.

60. Овакимов А.Г Об особых положениях одноконтурных пространственных механизмов с несколькими степенями свободы // Машиноведение,- 1989.- №4.-С. 11-18.

61. Патент на полезную модель № 88601 Российская Федерация. / Глазунов В.А., Ширинкин М.А., Палочкин C.B.; Пространственный механизм с четырьмя степенями свободы №2009121390/22, 20.11.2009; бюл. № 32. - 2 с.

62. Пейсах Э.Е. Критерии передачи движения для рычажных механизмов // Машиноведение.- 1986.- № 1.- С. 45-51

63. Перков Н.Ф., Челноков Ю.М. Применение бикватернионных матриц в кинематике пространственных механизмов//Машиноведение.- 1981.- №4.- С. 60-66.

64. Пол Р. Моделирование, планирование траекторий и управление движением робота-манипулятора.- М.: Наука, 1976.- 104 с.

65. Попов Е.П., Верещагин А.Ф., Зенкевич С.П. Манипуляционные роботы. Динамика и алгоритмы.- М.: Наука, 1978.- 400 с.

66. Решетов Л.Н. Самоустанавливающиеся механизмы: Справочник.- М.: Машиностроение, . 979.-334 с

67. Росс Б. О винтовых осях и других особых линиях, связанных с пространственным перемещением твердого тела // Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Конструирование и технология машиностроения.- 1967.-№1.- с. 120-131.

68. Саркисян Ю.Л. Аппроксимационный синтез механизмов.- М.: Наука, 1982.304 с.

69. Сатерленд Г., Росс Б. Критерий передачи движения в пространственных механизмах // Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Конструирование и технология машиностроения.- 1973.- № 2.- с. 174-183.

70. Синев А. В. Ерохина Т. В. Движение трипода. // Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения им. А. А. Благонравова 8 отчет об основных результатах научно-исследовательских работ за 2007-2008 год.- М. 2008.- с. 325-331.

71. Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями.- М.: Наука, 1981.- 110 с.

72. Сугимото К. Анализ кинематики и динамики манипуляторов с параллельным расположением приводов методами моторной алгебры // Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Конструирование и технология109машиностроения.- 1988.- № 1,- С. 279-286.

73. Сугимото К. Применение винтового исчисления для определения скоростей в шарнирах роботов // Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Конструирование и технология машиностроения.- 1984.- № 2.- С. 272-278.

74. Сугимото К., Даффи Д. Определение экстремальных расстояний при движении руки робота // Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Конструирование и технология машиностроения.- 1981.- № 3.- С. 37-43.

75. Тавхелидзе Д.С. К вопросу о существовании кривошипа и двух кривошипов в пространственных механизмах // Тр. семинара по ТММ.- 1947.Т. 7.- С. 5-17

76. Тессар Д. Развитие концепции суперробота // Проблемы машиностроения и надежности машин.- 1990,- № 1.- С. 97-102.

77. Теория механизмов и механика машин: учеб. для втузов. К. В. Фролов, С. А. Попов, А. К Мусатов и др.; под ред. К. В. Фролова, 2-е изд. перераб. и доп.- М.: Высшая пж. 1998,- 496 с.

78. Тывес Л.И., Маркевич C.B. Оптимальное по быстродействию управление движением робота по собственной траектории // Проблемы машиностроения и надежности машин.- 1993.- № 5.- С. 76-82.

79. Уитни Д. Математические основы координатного управления протезами и манипуляторами // Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Динамические системы и управление.- 1972.- №4.- С. 19-27

80. Хант К.Х. Кинематические структуры манипуляторов с параллельным приводом // Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Конструирование и технология машиностроения.- 1983,- № 4. С.

81. Хайло B.C., Эскин И.Л., Скурихин Н.Ф. и др. Справочник по механизации в текстильной и легкой промышленности / М.: Легкая индустрия, 1971. - 392 с.

82. Хейло C.B., Ширинкин М.А., Глазунов В.А./ Определение собственных частот колебаний манипулятора параллельной структуры. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2011, № 4 . с. 120-123.

83. Ширинкин М.А., Глазунов В.А., Палочкин C.B. / Разработка манипуляционного механизма параллельной структуры с четырьмя степенями свободы // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2010, № 1. с. 102-107.

84. Ширинкин М.А., Глазунов В.А., Палочкин C.B., Хейло C.B. / Решение задачи о скоростях манипулятора параллельной структуры с тремя степенями свободы. // Материалы XVII международного семинара «Технологические проблемы прочности», 25-26 июня 2010.

85. Ширинкин М.А., Глазунов В.А., Хейло C.B. / Сингулярность манипулятора параллельной структуры. // Лодейнопольский междисциплинарный семинар Электронная культура «феномен неопросветительства», 18 июня 2010.

86. Ширинкин М.А. / Структурный анализ пространственных механизмов параллельной структуры с четырьмя и шестью степенями свободы. // Машиностроение и инженерное образование, 2011, № 2. с. 8-12.

87. Ширинкин М.А., Глазунов В.А., Палочкин C.B., Хейло C.B. / Решение задачи о скоростях и особых положениях манипулятора параллельной структуры. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 2011, №3 .-с. 95-100.

88. Ширинкин М.А., Палочкин C.B. / Роботы и манипуляторы в текстильной промышленности // Сб. Тезисы докладов Седьмой Всероссийской научной студенческой конференции «Текстиль XXI века» М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2008.

89. Юдин В. А. Петрокас JI.B. Теория механизмов и машин М.: Высшая шк., 1977.- 527 с.

90. Alizade R.J., Can F.C., Gezgin E., Selvi O. Structural Synthesis of New Parallel and Serial Platform Manipulators / 12th IFToMM World Congress proceedings of, Besançon (France), June 18-21, 2007.

91. Altuzarra O., Loizaga M., Petuya V., Amezua E. Partially Decoupled Parallel Manipulators Based on Multiple Platforms. / 12th IFToMM World Congress proceedings of, Besançon (France), Junel8-21, 2007.

92. Alvan K., Slousch A. On the control of the spatial parallel manipulators with several degrees of freedom. // Mechanism and machine theory, Saint-Petersburg.-2003,- No 1,- P. 63—69.

93. Arakelian V., Briot S., Glazunov V. Increase of singularity-free zones in the workspace of parallel manipulators using mechanisms of variable structure. // Mechanism and Machine Theory.- 2008,- V. 43.- P. 1129-1140.

94. Bagci C. Static Force and Torque Analysis Using 3x3 Screw Matric and Transmission Criteria for Space Mechanisms // Trans. ASME B.- 1971.- Vol. 93. .No 1.- P. 90-101.

95. Balli S., Chand S. Transmission angle in mechanisms. // mechanism and machine theory.- 2002.- V. 37.- P. 175-195.

96. Behi F. Kinematic analysis for a six-degree-of-freedom 3-PRPS parallel mechanism // IEEE J. Robot, and Automat.- 1988.- N 4/5.- P. 561-565.

97. Bottema 0., Roth B. Theoretical Cinematic.- Amsterdam., etc. North. Holland Publ. Co. 1979.- 558 p.

98. Briot S., Arakelian V. Singularity Analysis of PAMINSA Manipulators. / 12th IFToMM World Congress proceedings of, Besançon (France), June 18-21, 2007.

99. Bruni S., Cerveri P., Espinosa I. An Application of an Hybrid Robot in the Total Knee Replacement Procedure / 12th IFToMM World Congress proceedings of, Besançon (France), June 18-21, 2007.

100. Ceccarelli M. A new 3 d.o.f. spatial parallel mechanism. // Mechanism and Machine Theory.- 1997,- N 32(8).- P.896-902.

101. Clavel R. Device for displacing and positioning an element in space. / Brevet N WO 87/03528. Classification Internationale de brevets: B25J 17/02. Date de publication internationale: 18.06.87.

102. Charentus S. Modélisation et commande d'un robot manipulateur redondant compose de plusieurs plate-formes. Ph.D. Thesis, Université Paul Sabatier, Toulouse, April, 13, 1990.

103. Chen C., Angeles J. A generalized transmission index for spatial linkages. // Proceedings of the asme 2005 idetc/cie conference, September 24-28, Long Beach, California 2005.

104. Clavel R. DELTA, a fast robot with parallel geometry. In 18th Int. Symp. on Industrial Robot, Lausanne.- 1988.- April, 26-28,- P. 91-100.

105. Culpepper M.L., Kartik M.V., and DiBiasio C. Design of integrated mechanisms and exact constraint fixtures for micron-level repeatability and accuracy. // Journal of Precision Engineering.- 2005,- V. 29(1).- P. 65-80.114

106. Danescu G., Jacquet P., Dahan M. The singular Configurations of an Unrotational Manipulator. // IX Word Congress on the TMM.- Pr. Milano, Italy.-1995.-P. 1961-1965

107. Do W.Q.D. Yang D.C.H. Inverse Dynamic Analysis and Simulation of a Platform Type of Robot. // J. Robot. Syst.- 1988.- .N 3.- P. 209-227.125. Desma Today 2005 №4 8 c.

108. Faulring E.L., Colgate J.E., and Peshkin M.A. A high performance 6-dof haptic Cobot. // IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation.- New Orleans.- 2004.- April.-28-30.-P. 1980-1985.

109. Fichter E.F. A Stewart Platform-Based Manipulator: General Theory and Practical Construction // Intern J. Robot. Res.- 1986.- № 2,- P. 165-190.

110. Fichter E.F., McDowell E.D. A Novel Design for a Robot Arm // Advancer in Computer Technology, an ASME Publication.- 1980.- P. 250-256.

111. Fichter E.F., McDowell E.D. Determination the Motions of Joints on a Parallel Connection Manipulators / Proc. 6th World Congr. Of IFToMM.- Delhi.- 1983.-P.1003-1006.

112. Funabashi H., Takeda Y. Determination of singular points and Their Vicinity in Parallel Manipulators Based on the Transmission Index // IX Word Congress on the TMM.- Pr. Milano, Italy.- 1995.- P. 1977-1981.

113. Glazunov V., A. Kraynev, R. Bykov, G. Rashoyan, N. Novikova. Parallelthmanipulator control while intersecting singular zones. Proceedings of the 15 symposium on theory and practice of robots and manipulators (ROMANSY) cism-iftomm, Montreal. 2004.

114. Glazunov V., Palochkin S, Kheilo S., Shirinkin M., Nguyen Minh Thanh. On 4-DOF Particularly Decoupled Parallel Mechanisms. // Proceedings of the 13th WorldCongress in Mechanism and Machine Science IFToMM.- Guanajuato, Mexico.- 1926 June 2011.

115. Gogu G. Reangularity: cross-coupling kinetostatic index for parallel robots. / 12th IFToMM World Congress proceedings of, Besançon (France), June 18-21, 2007.

116. Gosselin C., Angeles J. Singularity analysis of closed-loop kinematic chains. IEEE transactions on robotics and automatics.- 1990.-6(3).- P. 281-290.

117. Gosselin C., Angeles J. The Optimum Kinematic Design of a Planar Three-Degree-of-Freedom Parallel Manipulator // Trans. ASME.- 1988.-Vol. 110.- P. 3-10.

118. Gosselin C., Angeles J. The optimum kinematic design of a spherical three-degree-of-freedom parallel manipulator // Trans. ASME. J. Mech., Trans., and Automat. Design.- 1989.-N 2.- P. 202-207.

119. Gosselin C., Kinematic analysis optimization and programming of parallel robotic manipulators. Ph.D. Thesis, McGill University, Montreal, June, 15, 1988.

120. Gosselin C., Kong X., Foucault S., Bonev I. A fully decoupled 3-dof translational parallel mechanism. // Parallel Kinematic Machines International Conference.- Chemnitz. Germany.- 2004.- P. 595-610.

121. Gough V.E. Contribution to Discussion of Papers on Research in Automobile Stability, Control and in Tyre Performance.// Pr. Autom. Div. Inst. Mech. Eng.-1956/57,-P. 392-396.

122. Griffis M., Dufiy J. A Forward Displacement Analysis of a Class of a Stewart Platform // J. Robot. Systems.- 1989.- No 6,- P. 706-720.

123. Hara A., Sugimoto K. Synthesis of Parallel Micromanipulators // Trans. ASME J. Mech., Trans, and Automat. Design.- 1989,- № 1.- P. 34-39.

124. Harris D.M.J. A Hidraulic Parallel-Linkage Robot. // IX Word Congress on the TMM.- Pr. Milano, Italy.- 1995,- P. 1695-1699.

125. Herve J.M. and Karouia M. The novel 3-RUU wrist with no idle pair. // Workshop on Fundamental Issues and Future Research Directions for Parallel Mechanisms and Manipulators.- Quebec.- 2002.- October.- P. 3-4.

126. Hunt K.H. Geometry of Robotic Devices. // Institution of Engineers AustralMechanical Engineering: Transaction.- 1982.- Vol. 7. .No 4,- P. 213-220.116

127. Hunt K.H. Kinematic Geometry of Mechanisms // London: Oxford University Press.- 1978.- 465 p.

128. Hunt K.H. Structural kinematics of in parallel actuated robot arms. // J. of Mechanisms, Transmissions and Automation in Design.- 1983,- N 105(4).-P. 705-712.

129. Jensen K.A., Lusk C.P., and Howell L.L. An XYZ micromanipulator with three translational degrees of freedom. // Robotica.- 2006.- N 24(3).- P.305-314.

130. Jokoi K., Kaneko M., Tanie K. Direct Compliance Control of Parallel Link Manipulators // Eight CISM IFToMM Symp. of Theory and Practice of Robots and Manipulators.- 1990.- Cracow, Poland.- P. 243-250.

131. Kerr D.R. Analysis, Properties and Design of a Stewart-Platform Transducer // Trans. ASME. J. Mech., Trans, and Automat. Design.- 1989.- № 1.- P. 25-28.

132. Kong X. and Gosselin C. Kinematics and singularity analysis of a novel type of 3-CRR 3-DOF translational parallel manipulator. // The International Journal of Robotics Research.- 2002.- N 21(9).- P. 791-798.

133. Kong X. and Gosselin C. Type synthesis of linear translational parallel manipulators. // Lenarchic J. and Thomas F., editors, Advances in Robot Kinematics Theory and Applications.- Boston, Kluwer Academic Publishers.- 2002.- P. 410420.

134. Kong X., Gosselin C. Type synthesis of 3-DOF linear translational parallel manipulators / 12th IFToMM World Congress proceedings of, Besançon (France), June 18-21,2007.

135. Lee K-M. and Shah D.K. Kinematic analysis of a three-degrees-of freedom inparallel actuated manipulator. // IEEE J. of Robotics and Automation.- 1988,- June 4(3).- P.354-360

136. Lin C.-C., Chang W.-T. The force transmissivity index of planar linkage mechanisms. // Mechanism and machine theory.- 2002.- N 37.- P. 1465-1485.

137. Ma O., Angeles J. Architecture singularities of parallel manipulators. // The international journal of robotics and automation.- 1992.- N 7(1).- P.23-29.

138. Mc.Callion H., Truong P.D. The Analysis of a Six-Degree-of Freedom Work117Station for Mechanised Assembly // Proc. of the Fifth World Congr. on the TMM.- an ASME Publication.- 1979.-Vol. 1.-P. 611-616.

139. Meng Lee, Shah D. K. Kinematic Analysis of a Three-Degrees-of-Freedom In Parallel Actuated Manipulator. // IEEE J. of Robotics and Automation, 4(3):P.354-360, June 1988.

140. Merlet J. P. Parallel robots.- Kluwer Academic Publishers 2000.- 372p

141. Mohamed M.G., Duffy J. A Direct Determination of the Instantaneous Kinematics of Fully Parallel Robot Manipulators // Trans. ASME: Jour, of Mechanisms, Transmission and Automation in Design.- 1985.- Vol. 107.- P. 226-229.

142. Mohamed M.G., Sanger J., Duffy J. Instantaneous Kinematics of Fully-Parallel Devices / Proc. 6th World Congr. on TMM.- New Delhi.- 1983.- Vol. 1.- P. 77-80.

143. Nastase A. The Class of Hybrid Parallel Mechanisms 3(JRS) / 12th IFToMM World Congress proceedings of, Besançon (France), June 18-21, 2007.

144. Sarkisyan Y.L., Parikyan T.F. Analysis of Special Configurations of Parallel Topology Manipulators // Eight CISM IFToMM Symp. on theory and Practice of Robots and Manipulators.- Cracow. Poland.- 1990.- P. 131-139.

145. Pernette E. and others . Design of parallel robots in microrobotics. // Robotica.-1997.-N 15(4).- P.417-420.

146. Pieper D.L., Roth B. The kinematics of manipulators under computer control // Proc. II Intern. Congr. Theory of Mach. and Mech.- 1969.- Vol. 2.- P. 159-169.

147. RIZK R., Munteanu M. Gh., Fauroux J.-C., GOGU G. A semi-analytical stiffness model of parallel robots from the Isoglide family via the sub-structuring principle/ 12th IFToMM World Congress proceedings of, Besançon (France), June 18-21,2007.

148. Salgado O., Altuzarra O., Petuya V., Hernandez A. Type Synthesis of a Family of 3T1R Fully-Parallel Manipulators Using a Group-Theoretic Approach / 12th IFToMM World Congress proceedings of, Besançon (France), June 18-21, 2007.

149. Sklar M., Tesar D. Dynamic Analysis of Hybrid Serial Manipulator Systems Containing Parallel Modules // Jour, of Mechanisms, Transmission and Automation in Design.- 1988.- Vol. 110.-P. 109-115.

150. Sorii M., Kolarski M., Ferraresi C., Borovac B., Vucobratovic M. Mechanics of Turin Parallel Robot. // IX Word Congress on the TMM.- Pr. Milano, Italy.- 1995.- P. 1880-1885

151. Stewart D. A platform with 6 degrees of freedom. // Proc. of the Institution of mechanical engineers.- 1965.- N 180.- P.371-386.

152. Schmid H.A. Spreadbands drive parallel robots. // Industrial robot.- 2001.- N 28(4).- P.320-327.

153. Sugimoto K. Kinematic and Dynamic Analysis of Parallel Manipulators by Means of Motor Algebra // Trans. ASME: Joum. of Mechanisms, Transmission and Automation in Design.- 1987.- Vol. 109. № 1.- P. 3-7.

154. Sugimoto K., Duffy J., Hunt KM. Special configurations of spatial mechanisms and robot arms // Mechanism and Machine Theory.- 1982.- V. 17. N 2.- P. 119-132.

155. Sutherland G., Roth B. A transmission index for spatial mechanisms. // Transactions of the ASME. Journal of Engineering for Industry.- 1973,- P. 589-597.

156. Tanev T., Shivarov N., Konstantinov M. Kinematics of a Three-degrees-of-freedom manipulator with parallel topology. Pt. 1. Direct Kinematics // J. Theor. and Appl. Mech.- 1991,- Vol. 22. .No 4.

157. Takanishi A. Humanoid Robotics: New Trend in Robot Research and Industry in Japan. / Theory and Practice of Robots and Manipulators (RoManSy): Pr. of XIV CISM-IFToMM Symposium.- Springer Wien New York.- 2002.- P. 7-8.

158. Tsai L-W. Kinematics of a three-dof platform with three extensible limbs. // ARK.- Portoroz-Bernadin.- 1996.- June, N 22-26,- P. 401-410.

159. Van Brussel H. From Industrial to Service Robots, an Important Paradigm Shift. // Theory and Practice of Robots and Manipulators (RoManSy): Pr. of XIV CISM-IFToMM Symposium.- Springer Wien New York.-2002.- P. 5-6.

160. Villanova J., Neveu P., Gasc J.-P. Using the Head to Stabilize a Quadrupedal Walker. // Theory and Practice of Robots and Manipulators (RoManSy): Pr. of XIV CISM-IFToMM Symposium.- Springer Wien New York.-2002.- P. 489- 498.

161. Uicker J.J., Denavit J., Hanterberg R.S. An Iterative Method for the Displacement Analysis of Spatial Mechanisms // Trans. ASME E.- 1964.- V. 31. №3.-P. 309-314.

162. Yang T. A Method of Position Analysis of Spatial Complex Multi-loop Chains by Imaginary Inputs // Proc. 4th International Symposium on Linkages and CAD "SYROM'85".- Bucharest. Romania.- 1985.- P. 458-462.

163. Yongsheng Zhao, Yulei Hou, Yi Shi, Ling Lu. Dynamics analysis of a 5-UPS/PRPU parallel machine tool. / 12th IFToMM World Congress proceedings of, Besançon (France), Junel8-21, 2007.

164. Wang J.S., Gong Y.D., Cai G.Q., Shi J.S., Bi X.F. Error Analysis on a Tripod Parallel Machine Tool Based on D-H Parameters Differential Transform. / 12th IFToMM World Congress proceedings of, Besançon (France), June 18-21, 2007.

165. Zabalza I., Ros J. Synthesis of a 6-RUS Parallel Manipulator Using Its Stationary Configurations / 12th IFToMM World Congress proceedings of, Besançon (France), June 18-21, 2007.

166. Zhen Huang The Kinematics and Type Synthesis of Lower-Mobility Parallel Robot Manipulators. / Pr. of the XI World Congress in Mechanism and Machine Science.- Tianjin, China.- 2004,- P. 65-70.