回転するアームの非線形干渉力を利用した推力発生機構に関する研究

利用转臂非线性干涉力的推力产生机构研究

基本信息

批准号：
05750209
负责人：
高橋隆行
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750209/
关键词：
ロボットアーム移動台車非線形制御干渉力第一積分駆動機構

项目摘要

研究代表者は、台車-単リンク系について、その運動方程式の楕円積分を解析的に得ることに成功し、それにもとづく系の運動解析のための新しい方法を提案してきた。本年度は、まず台車-単リンク系で提案した方法が多の系についても同様に適用できることを確認するために、2リンクアーム系の自由運動と強制運動のそれぞれについて段階的に検討を行った。まず自由運動では、台車-単リンク系とのアナロジにより第一積分を得ることに成功し、それに基づく解析を行った。その結果、自由運動は振動モードと回転モードの二つに分類でき、運動がどちらのモードをとるかは第一積分に含まれる積分定数(軌道パラメータ)の値により決定されることが明らかになった。また強制運動では、リンク間の間接部にアクチュエータを持つ場合について検討を行った。その結果、系は非可制御であるが出力可制御であることが明らかになった。また、静止状態からの運動では、回転モードのみが生じ、振動モードは決して現れないことを理論的に示した。そしてこれらの結果に基づき、2リンクアーム系のための制御則を求める方法を提案し、その有効性をコンピューターシュミレーションおよび実験により確認した。さて、台車-単リンク系および2リンク系の解析結果を利用して直進運動が可能な台車を設計した。車輪にはブレーキを操作するタイミングをとるためのロータリーエンコーダを取り付けてある。アームの質量は50g、重心の回転半径は0.05m、アームを含む台車の総重量は約1kgである。この仕様で、アーム1回転当たりの移動量は0.005mとなる。したがってアームの回転速度を20rpsとすれば、台車の移動速度は0.1m/sとなる屡この台車は現在製作中である。

研究人员已成功地获得了手推车链路系统运动方程的椭圆形成部分，并提出了一种基于此的新方法来分析系统的运动。今年，我们首先对两连锁臂系统的自由移动和强迫运动进行了逐步检查，以确认可以以相同方式将针对Dolly-Single-Link系统提出的方法应用于许多系统。首先，在自由运动中，通过类比与多莉单个链接系统成功获得了第一个集成，并基于此进行了分析。结果，可以揭示自由运动可以分为两类：振动模式和旋转模式，以及该运动采用的哪种模式取决于第一个积分中包含的积分常数（轨道参数）的值。此外，在强制运动中，我们研究了将执行器放置在链接之间间接部分中的情况。结果，揭示了该系统不可控制，但可以控制输出。从理论上讲，固定状态的运动仅引起旋转模式，并且没有振动模式出现。基于这些结果，提出了一种用于找到两连锁臂系统的控制定律的方法，并通过计算机模拟和实验确认了其有效性。现在，我们设计了一个手推车，可以通过使用购物车链接和两连锁系统的分析结果直接移动。车轮配备了旋转编码器，以采用时间来操作制动器。手臂质量为50克，重心的半径为0.05m，多莉（包括手臂）的总重量约为1kg。使用此规范，手臂的每次旋转运动量为0.005m。因此，如果手臂旋转速度为20rps，则目前正在建设中，多莉的移动速度为0.1m/s。