СИНТЕЗ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ТРАЕКТОРИЙ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ МАНИПУЛЯТОРНОГО ТИПА

  • А. Г, Гурко Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Анотація

Известно, что значительное количество современных строительных и дорожных
машин имеет рабочее оборудование в виде манипулятора – экскаваторы, машины для
лесотехнических работ, краны-манипуляторы и т.д. Повышение эффективности таких
машин связано с автоматизацией выполняемых ими рабочих процессов. Одной из задач,
которую должна решать система управления машинами с рабочим оборудованием
манипуляторного типа, является синтез эффективных траекторий рабочего
оборудования. Под траекториями здесь понимают законы изменения углов поворота
или линейных перемещений звеньев манипулятора машины. Разработана
функциональная модель подсистемы синтеза оптимальной траектории рабочего
оборудования. В качестве критерия оптимальности предложено использовать минимум
работы сил сопротивления, преодолеваемых машиной при выполнении рабочей
операции. Эффективность рассмотренного подхода подтверждена результатами
моделирования.
Ключевые слова: строительно-дорожная машина, манипулятор, траектория,
система управления, энергетическая эффективность.

Посилання

1. Springer Handbook of Robotics / eds. B. Siciliano, O. Khatib. – Springer, 2008. – 1611 p.

2. Akinfiev A. A. Sozdanie sistemy upravleniya operaciey kopaniya dlya odnokovshovogo
gidravlicheskogo ekskavatora s celyu povysheniya effektivnosti ego raboty: dis. na soiskanie uch.
stepeni kand. tehn. nauk: spec. 05.05.04 – dorozhnye, putevye i stroitelnye mashiny / A. A. Akinfiev.
– M., 1983. – 236 s.

3. Valášek M. Synthesis of optimal trajectory of industrial robots / M. Valášek // Kybernetika.– 1986. –
V. 22. – № 5. – P. 409 – 424.

4. Hussong A. Restricted minimum-effort motion planning for serial manipulators / A. Hussong,
B. Heimann // Proc. of the 12th IFToMM World Congress. – 2007. – 6 p.

5. Aljawi A. Selection of a trajectory function for minimum energy requirements of a spherical robot /
A. Aljawi, H. Diken, S. Alshahrani // JKAU: Engineering Science. – 2004. – V. 15. – № 2. –
P. 99 − 110.

6. Alshahrani S. Optimum trajectory function for minimum energy requirements of a spherical robot /
S. Alshahrani, H. Diken, A. Aljawi // 6th Saudi Engineering Conf., KFUPM. – Dhahran. – 2002. –
P. 613 − 625.

7. Rassolkin A. Energy saving possibilities in the industrial robot IRB 1600 control / A. Rassolkin,
H. Hoimoja, R. Teemets // 7th Intern. Conf. Compatibility and Power Electronics (CPE). – 2011. –
P. 226 − 229.

8. Chou L. Geometric work of manipulators and path planning based on minimum energy consumption /
L. Chou, S. Song // J. of Mechanical Design. – 1992. – V. 114. – № 3. – P. 414 − 421.

9. Field G. Iterative dynamic programming: an approach to minimum energy trajectory planning for
robotic manipulators / G. Field, Y. Stepanenko // Proc. on 1996 IEEE Intern. Conf. on Robotics and
Automation. – 1996. – V. 3. – P. 2755 − 2760.

10. Increasing the level of automation in the forestry logging process with crane trajectory planning
and control / D. Morales, S. Westerberg, P. La Hera et. al. // J. of Field Robotics. – 2014. – V. 31. –
№ 3. – P. 343 − 363.

11. Trajectory planning and time-independent motion control for a kinematically redundant hydraulic
manipulator / U. Mettin, P. La Hera, D. Morales et al. // Proc. on Intern. Conf. on Advanced
Robotics. – 2009. – P. 1 − 6.

12. Study on the Virtual Digging Simulation of a Hydraulic Excavator / Y. Kim, H. Kang, J. Ha et al. //
28th Intern. Symposium on Automation and Robotics in Construction. – 2011. – P. 95 − 100.

13. Dynamically optimal trajectories for earthmoving excavators / Y. Kim, J. Ha, H. Kang et al. //
Automation in Construction. – 2013. – V. 35. – P. 568 − 578.

14. Gurko A. G. Reshenie obratnoy zadachi kinematiki ploskogo sharnirnogo izbytochnogo
manipulyatora / A. G. Gurko, I. V. Yanchevskiy // Mehanіka ta mashinobuduvannya. – 2014. – № 1.
– S. 136 − 147.
http://library.kpi.kharkov.ua/uk/ntu_mech_mash#2014_1

15. Optimal Kinematic Control of a Robotic Excavator with Laser TVS feedback / O. Sergiyenko,
D. Hernandez-Balbuena, A. Gurko et al. // Proc. of 39th Annual Conf. of the IEEE Industrial
Electronics Society. – 2013. – P. 4239 − 4244.

16. Balovnev V. I. Opredelenie optimalnyh parametrov i vybor zemleroynyh mashin v zavisimosti ot
usloviy ekspluatacii / V. I. Balovnev. – M. : MADI, 2012. – 134 s.
17. Guaranteed Control of a Robotic Excavator During Digging Process / A. Gurko, O. Sergiyenko,
O. Hipólito et al. // 12th Intern. Conf. on Informatics in Control, Automation and Robotics
(ICINCO 2015). – 2015. – V.2. – P. 52 − 59.

18. Zaharova E. M. Obzor metodov mnogomernoy optimizacii / E. M. Zaharova, I. K. Minashina //
Informacionnye processy. – 2014. – T. 14. – №. 3. – S. 256 − 274.
Опубліковано
2017-04-04
Як цитувати
Гурко А.Г, Синтез энергоэффективных траекторий рабочего оборудования манипуляторного типа / А.Г, Гурко // ACADEMIC JOURNAL Series: Industrial Machine Building, Civil Engineering. – Полтава: ПНТУ, 2017. – Т. 2 (47). – С. 21-31. – Режим доступу: http://journals.pntu.edu.ua/znp/article/view/65 (дата звернення: 16.07.2018).