1
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МЕХАТРОНИКИ И РОБОТОТЕХНИКИ
Методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки
15.03.06 - Мехатроника и робототехника
Воронеж 2018
2
УДК 519.2: 519.6
Мещерякова, А.А. Материалы для мехатроники и робототехники
[Электронный ресурс]: методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 15.03.06 - Мехатроника и робототехника / А.А. Мещерякова – Воронеж. ФГБОУ ВО «ВГЛТУ», 2018.
– 19 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ
Рецензент: д.т.н., профессор, зав. кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени Петра I» Афоничев Д.Н.
3 |
|
|
Содержание |
|
|
Введение............................................................................................................... |
|
4 |
Лабораторная работа № 1 Моделирование распределений при помощи |
|
|
пакета STATISTICA ............................................................................................ |
|
5 |
Лабораторная работа № 2 Применение пакета STATISTICA ........................ |
7 |
|
Лабораторная работа № 3 Аппроксимация результатов эксперимента на |
|
|
ЭВМ методом наименьших квадратов.............................................................. |
|
9 |
Лабораторная работа № 4 Оптимизация функции на ЭВМ методами |
|
|
дихотамии, гpафическим, аналитическим, симплексным и случайным |
|
|
поиском............................................................................................................... |
|
13 |
Лабораторная работа № 5 Определение функции желательности |
|
|
(обобщенный критерий качества).................................................................... |
|
16 |
Лабораторная работа № 6 Решение многокритериальных |
|
|
оптимизационных задач комплексным методом ....... |
Ошибка! Закладка не |
|
определена. |
|
|
Библиографический список.............................................................................. |
|
18 |
4
Введение
Цель изучения дисциплины – знакомство с основными понятиями мехатроники и робототехники, освоение принципов проектирования, конструирования и управления робототехническими системами, формирование современных представлений и навыков в области комплексной автоматизации производственных процессов различного назначения с применением современных гибких средств автоматизации - мехатронных устройств и промышленных роботов.
Проведение лабораторных занятий имеет целью:
–закрепить теоретические знания путем практической проверки основных законов и положений в лабораторных условиях;
–привить практические навыки в проведении простейшего эксперимента и анализа его результатов, в составлении отчетов по эксперименту;
–практически познакомить студентов с элементами механических конструкций, применяемых в мехатронике и робототехнике, дать навыки расчета параметров кинематических схем мехатронных систем, определения и анализа силовых параметров мехатронных модулей движения. Все это позволяет усилить практическую направленность обучения, смысл которой состоит в том, что прививаются практические навыки по работе с достаточно сложными элементами мехатроники и робототехники.
В результате освоения дисциплины студент будет:
–знать основные понятия мехатроники и робототехники, устройство роботов, конструирования и управления робототехническими системами, устройство и принцип действия промышленных роботов, манипуляторов, схватов ПР, отдельных модулей ПР, классификацию мехатронных модулей, роботов и манипуляторов, их основные технические характеристики;
–уметь конструировать манипуляторы и мобильных роботов, программировать манипуляторы и мобильных роботов;
–владеть на основании поставленной задачи произвести проектирование, создать конструкцию и осуществить программирование манипулятора или мобильного робота.
5
Лабораторная работа № 1 Исследование кинематической структуры пространственных
механизмов
Цель работы: выявление и определение технических показателей и основных кинематических характеристик предложенных конструкций механизмов.
Общие положения
Рассмотреть предложенные конструкции механизмов и выполнить их эскизные чертежи.
Представить предложенные механизмы в виде структурных и затем кинематических схем. Определить, плоским или пространственным является механизм и определить его число степеней свободы, а также обобщенные координаты. Указать, какие степени подвижности являются зависимыми от обобщенных координат. Определить к какому типу механизмов относится предложенная конструкция: замкнутый или незамкнутый, простой или сложной.
Разбить механизм на кинематические пары. Определить степени подвижности и класс выделенных кинематических пар и характер их относительного движения. Определить класс всего механизма.
Определить вид исполнительного привода обобщенных координат, типы исполнительных двигателей и устройств передачи энергии от двигателя к звеньям.
Экспериментально определить кинематические параметры обобщенных координат и зависимых от них степеней подвижности. Построить кинематические характеристики зависимых от обобщенных координат степеней подвижности.
Сделать выводы.
Указания к выполнению работы
При определении степеней подвижности для каждого из рассмотренных механизмов особо следует отметить, если получится, что число степей подвижности не соответствует числу обобщенных координат.
Для экспериментального определения кинематических переменных
параметров механизма №1 φ2 (φ1), φ3 (φ1), φ4 (φ1), НЕ (φ1), LЕ (φ1) в зависимости от обобщенной координаты φ1 следует рассмотреть
упрощенную кинематическую схему механизма (рис. 1).
Тогда параметры НЕ (φ1) и LЕ (φ1) определяются на основании непосредственных замеров, а параметры φ2 (φ1), φ3 (φ1), φ4 (φ1) могут быть определены расчетным путем по выражениям: