Design of manipulators using MathCad
Keywords:
spread of robots, manipulators, MathCad, Design of manipulatorsSynopsis
The spread of robots and manipulators necessitates the training of engineers of various specialties for the independent development of manipulators or their individual modules. The proposed materials are the result of many years of work by the author. The monograph contains methods for designing manipulators using MathCad. Examples and recommendations are given. Intended for students and scientific and engineering workers in the field of mechanical engineering, robotics and production automation.
Chapters
-
CHAPTER 1. KINEMATIC AND DYNAMIC ANALYSIS OF THE MANIPULATOR
-
CHAPTER 2. ANALYSIS OF THE WORKSPACE OF THE MANIPULATOR USING MATHCAD
-
CHAPTER 3. ANALYSIS OF CONTROLLABILITY OF ONE DEGREE OF MOBILITY OF THE MANIPULATOR
-
CHAPTER 4. STABILITY ANALYSIS OF PROGRAM MOVEMENTS OF THE MANIPULATOR
-
CHAPTER 5. ANALYSIS OF THE POSITIONING ACCURACY OF THE MANIPULATOR
-
CHAPTER 6. ANALYSIS OF HOLDING FORCES OF MANIPULATOR GRIP
-
CHAPTER 7. DEVELOPMENT OF AN ANTHROPOMORPHIC ROBOT REMOTE CONTROL INTERFACE
References
Література до першого розділу
Печников А. Л., Жмудь В. А., Трубин В. Г., Колкер А. Б Перспективы развития робототехнических учебных стендов для высшего специального образования в области робототехники, автоматики и механотроники / Е. И. Юревич. – СПб.: Питер, 2005. – 252 с.
Дусеев В. Р. Управление роботом Lego NXT посредством Bluetooth / В. Р. Дусеев // Вестник науки Сибири.Серия: Информационные технологии и системы управления. – Томск: ТПУ. - 2014.- № 2 (12). – С.147-153.
Нефедов Г. А. реализация алгоритма управления четырёхколесным роботом Lego Mindstorms, обеспечивающего движение вдоль заданного пути / Г. А. Нефедов // Электронный журнал: Молодёжный научно-технический вестник .Эл. № ФС77-51038 – Москва: МГТУ им. Н.Э.Баумана. - 2014.- № 2. Режим доступа http://sntbul.bmstu.ru/doc/551896.html
Universal Serial Bus Specification / TOANYIP RIGHTS – 2000.
LEGO MINDSTORMS NXT Hardware Developer Kit – 2006 The Lego Group.
LEGO MINDSTORMS NXT Bluetooth Developer Kit – 2006 The Lego Group.
LEGO MINDSTORMS NXT Executable File Specification – 2009 The Lego Group.
Юревич Е. И. Основы робототехники / Е. И. Юревич. – СПб.: Питер, 2005. – 252 с.
Механика промышленных роботов. Кн..1. Кинематика и динамика: учеб. пособие / Е. И. Воробьев, С. А. Попов, Г. И. Шевелёва. / под. ред. К. В. Фролова, Е. И. Воробьева. – К.: Вища школа, 1988. – 304 с.
Бурдаков С. Ф. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов / С. Ф. Бурдаков, В. А. Дьяченко, А. Н. Тимофеев // М.: Высшая школа, 1986. – 264 с.
Сокол Г. І. Теорія механізмів робототехнічних систем. Кінематика: Навч. посібник / Г. І. Сокол. – Дніпропетровськ: РВВ ДНУ, 2002. – 92 с.
Шахинпур М. Курс робототехники. Пер. с англ. / М. Шахинпур. –М.: Мир, 1990.–527 с.
Ащепкова Н. С. Моделирование и кинематический анализ кривошипно -шатунного механизма / Н. С. Ащепкова // Вісник НТУ “ХПІ”. – Харків: НТУ “ХПІ”. – 2014. – № 62. – С. 3–12.
Эйзеншпис А. А. MathСad 2000. Руководство пользователя / А. А. Эйзеншпис – М.: ДМК Пресс. – 2001. – 570 с.
Котлярский Л. Н. MathСad. Решение инженерных и экономических задач / Л. Н. Котлярский – СПб.: Питер. – 2005. – 388 с.
Кудрявцев Е. М. Mathcad 2000 Pro / Е. М. Кудрявцев – М.: ДМК Пресс. – 2001. – С. 530–540.
Література до другого розділу
Юревич Е. И. Основы робототехники: учеб. пособие / Е. И. Юревич // – СПб.: БХВ-Петербург, 2017. – 304 с.
Колюбин С. А. Динамика робототехнических систем. Уч. пособие / С. А. Колюбин. – СПб.: Университет ИТМО, 2017. – 117 с.
Основы управления манипуляционными роботами: учебник для вузов / С. Л. Зенкевич, А. С. Ющенко. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. – 480 с.
Ащепкова Н. С. Анализ управляемости манипулятора промышленного робота / Н. С. Ащепкова // Ракетно-космічна техніка: вісник Дніпровського університету. Вип. 14. т. 1 Дніпро: 2019, №5/6 (25), С. 36 48.
Механика промышленных роботов. Кн..1. Кинематика и динамика: учеб. пособие / Е. И. Воробьев, С. А. Попов, Г. И. Шевелёва. / под. ред. К. В. Фролова, Е. И. Воробьева. – К.: Вища школа, 1988. – 304 с.
Шахинпур М. Курс робототехники. Пер. с англ. / М. Шахинпур // – М.: Мир, 1990. – 527 с.
Бурдаков С. Ф. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов / С. Ф. Бурдаков, В. А. Дьяченко, А. Н. Тимофеев // М.: Высшая школа, 1986. – 264 с.
Ащепкова Н. С. Метод кинематического и динамического анализа манипулятора с использованием Mathcad / Н. С. Ащепкова // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – Харьков.. – 2015. - № 5(7) 77. – С. 54 -63.
Березін Л. М. Теоретична механіка. Навч. посібник / Л. М. Березін, С. О. Кошель // – К., Центр навчальної літератури, 2019. – 218 с.
Никитин Н. Н. Курс теоретической механики. Учебн. для ВУЗов / Н. Н. Никитин // – М., Лань, 2010. – 720 с.
Павловський М. А. Теоретична механіка. Підручник / М. А. Павловський // – Київ, Техніка, 2002. – 512 с.
Ащепкова Н. С. Определение оптимальных конфигураций антропоморфного манипулятора с шестью степенями подвижности / Н. С. Ащепкова // Вісник НТУ “ХПІ”. Серія: Інформатика та моделювання. – Харків: НТУ “ХПІ”. – № 28 (1363), 2019. – С. 94-108.
Френкель Я. И. Курс теоретической механики на основе векторного и тензорного анализа/ Я. И. Френкель // – М.: Ленанд, 2016. – 440 с.
Ащепкова Н. С. Моделювання та аналіз точності позіціювання маніпулятора/ Н. С. Ащепкова // Вісник НТУ “ХПІ”. Серія: Механіко-технологічні системи та комплекси. – Харків: НТУ “ХПІ”. – 2017. – № 19 (1241). – С. 34–42.
Maxfield B. Engineering with Mathcad: using Mathcad to create and organize your engineering calculation/ B. Maxfield. – Butterworth-Heinemann, 2006. – 512 p.
Maxfield B. Essential Mathcad for Engineering, Science, and Math / B. Maxfield. – Academic Press, 2009. – 528 p.
Fausett L. V. Numerical methods using Mathcad/ L. V. Fausett . – Prentice Hall, 2002, 702 p.
Эйзеншпис А. А. MathСad 2000. Руководство пользователя / А. А. Эйзеншпис – М. : ДМК Пресс. – 2001. – 570 с.
Котлярский Л. Н. MathСad. Решение инженерных и экономических задач / Л. Н. Котлярский – СПб.: Питер. – 2005. – 388 с.
Кудрявцев Е. М. Mathcad 2000 Pro / Е. М. Кудрявцев – М.: ДМК Пресс. – 2001. – С. 530 – 540.
Література до третього розділу
Юревич Е. И. Основы робототехники / Е. И. Юревич. – СПб.: Питер, 2005. – 252 с.
Бурдаков С. Ф. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов / С. Ф. Бурдаков, В. А. Дьяченко, А. Н. Тимофеев. – М.: Высшая школа, 1986. – 264 с.
Шахинпур М. Курс робототехники. Пер. с англ. / М. Шахинпур. – М.: Мир, 1990. – 527 с.
Тимофеев А. В. Управление роботами: Учебное пособие/ А. В. Тимофеев. – Ленинград: Изд-во Лнингр. ун-та, 1986. – 240 с.
Ястребов В. С. Системы управления движением робота / В. С. Ястребов, А. М. Филатов. – М.: Машиностроение, 1979. – 176 с.
Ащепкова Н. С. Метод кинематического и динамического анализа манипулятора с использованием Mathcad/ Н. С. Ащепкова // Восточно-Европейский журнал передовых технологий – Харьков: – 2015. – № 5/7 (77). – С. 54–63.
Механика промышленных роботов. Кн..1. Кинематика и динамика: учеб. пособие / Е. И. Воробьев, С. А. Попов, Г. И. Шевелёва. / под. ред. К. В. Фролова, Е. И. Воробьева. – К.: Вища школа, 1988. – 304 с.
Література до четвертого розділу
Ащепкова Н. С. Моделирование и кинематический анализ кривошипно -шатунного механизма. Вісник НТУ “ХПІ”. Серія: Информатика и моделирование. Харків, 2014. № 62. С. 3 – 12.
Ащепкова Н. С. Метод кинематического и динамического анализа манипулятора с использованием Mathcad. Восточно-Европейский журнал передовых технологий. Харьков, 2015. № 5/7 (77). С. 54 – 63.
Ащепкова Н. С. Моделювання та аналіз точності позіціювання маніпулятора. Вісник НТУ “ХПІ”. Серія: Механіко-технологічні системи та комплекси. Харків, 2017. № 19 (1241). С. 34 – 42.
Зенкевич С. Л., Ющенко А. С. Основы управления манипуляционными роботами: учебник для вузов. Москва: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 480 с.
Колюбин С. А. Динамика робототехнических систем. Уч. пособие. Санкт-Петербург: Университет ИТМО, 2017. 117 с.
Шашихин В.Н. Современные проблемы автоматического управления. Санкт-Петербург: Изд-во Политехн. ун-та, 2017. 210 с.
Шахинпур М. Курс робототехники. Пер. с англ. Москва: Мир, 1990. 527 с.
Юревич Е. И. Основы робототехники. Санкт-Петербург: Питер, 2005. 252 с.
Maxfield B. Engineering with Mathcad: using Mathcad to create and organize your engineering calculation. Butterworth-Heinemann, 2016. 512 p.
Maxfield B. Essential Mathcad for Engineering, Science, and Math. Academic Press, 2009. 528 p.
Література до п’ятого розділу
Ащепкова Н. С. Моделирование и кинематический анализ кривошипно -шатунного механизма / Н. С. Ащепкова // Вісник НТУ “ХПІ”. – Харків: НТУ “ХПІ”. – 2014. – № 62. – С. 3–12.
Ащепкова Н. С. Метод кинематического и динамического анализа манипулятора с использованием Mathcad/ Н. С. Ащепкова // Восточно-Европейский журнал передовых технологий – Харьков: – 2015. – № 5/7 (77). – С. 54–63.
Механика промышленных роботов. Кн..1. Кинематика и динамика: учеб. пособие / Е. И. Воробьев, С. А. Попов, Г. И. Шевелёва. / под. ред. К. В. Фролова, Е. И. Воробьева. – К.: Вища школа, 1988. – 304 с.
Бурдаков С. Ф. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов / С. Ф. Бурдаков, В. А. Дьяченко, А. Н. Тимофеев // М.: Высшая школа, 1986. – 264 с.
Котлярский Л. Н. MathСad. Решение инженерных и экономических задач / Л. Н. Котлярский – СПб.: Питер. – 2005. – 388 с.
Кудрявцев Е. М. Mathcad 2000 Pro / Е. М. Кудрявцев – М.: ДМК Пресс. – 2001. – С. 530–540.
Сокол Г. І. Теорія механізмів робототехнічних систем. Кінематика: Навч. посібник / Г. І. Сокол. – Дніпропетровськ: РВВ ДНУ, 2002. – 92 с.
Шахинпур М. Курс робототехники. Пер. с англ. / М. Шахинпур. –М.: Мир, 1990.–527 с.
Література до шостого розділу
Шахинпур М. Курс робототехники: Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 527 с.
Бурдаков С. Ф. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов: Учеб. пособие для втузов/С. Ф. Бурдаков, В. А. Дьяченко, А. Н. Тимофеев – М.: Высш. шк., 1988. – 304 с.
Механика промышленных роботов. Кн..1. Кинематика и динамика: учеб. пособие / Е. И. Воробьев, С. А. Попов, Г. И. Шевелёва. / под. ред. К. В. Фролова, Е. И. Воробьева. – К.: Вища школа, 1988. – 304 с.
Ащепкова Н. С. Метод кинематического и динамического анализа манипулятора с использованием Mathcad. Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – Харьков.. – 2015. - № 5(7) 77. – С. 54 -63.
Детали и механизмы роботов. Основы расчета, конструирования и технологии производства: учеб. пособие / Р. С. Веселков, Т. Н. Гонтаровская, В. П. Гонтаровский и др. / под. ред. Б. Б. Самотокина. – К.: Вища школа, 1990. – 343 с.
Література до сьомого розділу
Степанов А.В. Патент на винахід UA 105864 C2. Пристрій керування за допомогою жестів. Опубл.: 10.03.2017. Бюл. №10.
Батрашкін А.П., Богданов О.О., Іксанов М.Р., Кутулбаєв І.М., Пермяков О.Ф. Патент на корисну модель RU169864U1. Пристрій копіюючого керування маніпулятором. Опубл.: 04.04.2017. Бюл. №10.
Юрчик Ф.Д., Биканова Г.Ю., Биканов Д.В. Патент на винахід RU2277043С1. Пристрій для дистанційного керування маніпулятором. Опубл.: 27.05.2006. Бюл. №15.
Ащепкова Н.С. Патент на корисну модель UA146657U. Пристрій дистанційного керування антропоморфним маніпулятором. Опубл.: 10.03.2021. Бюл. №10.
Ashhepkova N. Development of a remote manipulator control method // В кн. “Wissenschaft für den modernen Menschen (Science for modern man)”// Germany, 2021. – P. 84 – 96, DOI: 10.30890/2709-2313.2021-04-04-023
Cholis N., Sutjiredjeki E., Akbar H. W. C. Developing an electronic glove based on fuzzy logic for mobile robot control (2019), Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, January 2019, Vol. 36(2), P. 1-7, DOI: 10.3233/JIFS-18968
Yousuf B., Mehdi A., Khan A. S. and other. Robust Feedback Control Design of Underactuated Robotic Hands with Selectively Lockable Switches for Amputees (2018), Journal of Robotics, June 2018, Vol. (8), P. 1-9, DOI: 10.1155/2018/6835968
Walker C. R., Nađ Đ., Orbaugh D. and other. Diver-Robot Communication Glove Using Sensor-Based Gesture Recognition (2023), IEEE Journal of Oceanic Engineering, July 2023, Vol. 99, P. 1-11, DOI:10.1109/JOE.2023.3265634
Ferreira F., Kvasic I., Nađ Đ. and other. Diver-Robot Communication Using Wearable Sensing: Remote Pool Experiments (2022), Marine Technology Society Journal, October 2022, Vol. 56(5), P. 26-35, DOI: 10.4031/MTSJ.56.5.5
Aldabbagh A., Solly E. Gesture Controlled Mobile Robot (2023), 5th International Congress on Human-Computer Interaction, Optimization and Robotic Applications (HORA), June 2023, https://ieeexplore.ieee.org/document/10156800, DOI: 10.1109/HORA58378.2023
Yu H., Zheng D., Liu Y. and other. Data Glove with Self-Compensation Mechanism Based on High-Sensitive Elastic Fiber-Optic Sensor (2023), Polymers, December 2022, Vol. 15(1), #100, DOI: 10.3390/polym15010100
Prabhu M., Parthasarathi S., Vishnukaarthi M. and other. Humanoid gesture control arm with manifold actuation using additive manufacturing (2020), Materials Today Proceedings, July 2020, Vol.37(10), DOI: 10.1016/j.matpr.2020.05.724
Verma Y., Rastogi V. Two Finger Gesture Imitating Animatronic Hand (2020), IOP Conference Series Materials Science and Engineering, February 2020, Vol. 748(1), #012004, DOI: 10.1088/1757-899X/748/1/012004
Barstuğan M., Osmanpaşaoğlu Z. Deep learning based human robot interaction with 5G communication (2023) Konya Journal of Engineering Sciences, June 2023, Vol. 11(2), P. 423-438, DOI: 10.36306/konjes.1228275
Fang P., Zhu Y., Lu W. and other. Smart Glove Human-Machine Interface Based on Strain Sensors Array for Control UAV (2023), International Journal of Electrical and Electronic Engineering and Telecommunication, January 2023, Vol. 12 (3), P. 216-22, DOI: 10.18178/ijeetc.12.3.216-222
Wang J., Xu J., Chen T. Wearable human-machine interface based on the self-healing strain sensors array for control interface of unmanned aerial vehicle (2021), Sensors and Actuators A Physical, January 2021,Vol. 321(3014), #112583, DOI: 10.1016/j.sna.2021.112583
