10.14489/hb.2023.01.pp.003-008

2023, 01 январь (January)

DOI: 10.14489/hb.2023.01.pp.003-008

Хейло С. В., Рябов В. А., Рашоян Г. В., Хоружев Н. А.
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА С ШЕСТЬЮ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ С КРУГОВОЙ НАПРАВЛЯЮЩЕЙ
(c. 3-8)

Аннотация. Исследован механизм параллельной структуры с шестью степенями свободы, состоящий из трех кинематических цепей с круговой направляющей. Рассмотрена задача структурного синтеза, решена задача кинематического анализа, а также предложен алгоритм определения и исследования рабочей зоны. Рабочая зона механизма является шестимерной и трудновизуализированной. В качестве альтернативы известных подходов решения данной задачи предлагается методика численного сканирования по дискретным точкам сетки. Размеры сетки назначаются в начальной стадии проектирования и могут быть скорректированы в зависимости постановки задачи, при этом в каждой точке сетки сканируются три абсолютные угловые координаты с определенным шагом.

Ключевые слова: механизм с круговой направляющей; кинематический анализ; рабочая зона; геометрические ограничения.

Kheylo S. V., Ryabov V. A., Rashoyan G. V., Khoruzhev N. A.
KINEMATIC ANALYSIS OF A MECHANISM WITH SIX DEGREES OF FREEDOM WITH A CIRCULAR GUIDE
(pp. 3-8)

Abstract. In this article, the mechanism of a parallel structure with six degrees of freedom with a circular guide and consisting of three kinematic chains is investigated. The paper considers the problem of structural synthesis, solves the problem of kinematic analysis, and proposes an algorithm for determining and studying the working area. The working area of the mechanism is six-dimensional and difficult to visualize. As an alternative to the wellknown approaches to solving this problem, a technique for numerical scanning over discrete grid points is proposed. Grid dimensions are assigned at the initial design stage and can be adjusted depending on the problem statement, while at each grid point three absolute angular coordinates are scanned with a certain step.

Keywords: Circular guide mechanism; Kinematic analysis; Working area; Geometric constraints.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

С. В. Хейло (Российский государственный университет им. А. Н. Косыгина, Москва, Россия)
В. А. Рябов (Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана Москва, Россия)
Г. В. Рашоян (Институт машиноведения им. А. А. Благонравова Российской академии наук, Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Н. А. Хоружев (Российский государственный университет им. А. Н. Косыгина, Москва, Россия)

Eng

S. V. Kheylo (The Kosygin State University of Russia, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. A. Ryabov (Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
G. V. Rashoyan (A. Blagonravov Mechanical Engineering Research Institute (IMASH RAN), Moscow, Russia)) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
N. A. Khoruzhev (The Kosygin State University of Russia, Moscow, Russia)

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Alizade R. I., Tagiyev N. R. A Forward and Reverse Displacement Analysis of a 6-d of In-Parallel Manipulator // Mechanism and Machine Theory. 1994. V. 29, Is. 1. P. 115 – 124.
2. Kong X., Gosselin C. Type Synthesis of Parallel Mechanisms. Springer, 2007. 272 p.
3. Бюшгенс А. Г., Глазунов В. А., Зайчик Л. Е., Скворцов С. А. Структурный анализ механизмов параллельной структуры с круговой направляющей и шестью степенями свободы // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2014. № 2. С. 13 – 19.
4. Пат. РФ 160612. Пространственный механизм с шестью степенями свободы / Глазунов В. А., Ласточкин А. Б., Рашоян Г. В., Скворцов С. А., Шевченко Е. Ф. 2015.
5. Пат. РФ на полезную модель 206694 U1. Пространственный механизм с шестью степенями свободы / Хейло С. В., Глазунов В. А., Лопатин А. Ю., Полетика А. К. 22.09.2021. Заявка № 2021114247 от 20.05.2021.
6. Fomin A., Antonov A., Glazunov V., Rodionov Yu. Inverse and Forward Kinematic Analysis of a 6-d of Parallel Manipulator Utilizing a Circular Guide // Robotics. 2021. V. 10(1). P. 31.
7. Fomin A., Glazunov V., Terekhova A. Development of a Novel Rotary Hexapod with Single Drive. In: Arakelian V., Wenger P. (eds) ROMANSY 22 – Robot Design, Dynamics and Control. 2019. P. 141.
8. Merlet J. P. Parallel Robots. Kluwer Academic Publishers, 2006. 372 p.
9. Bonev I. A., Gosselin C. M. Geometric Algorithms for the Computation of the Constant-Orientation Workspace and Singularity Surfaces of a Special 6-RUS Parallel Manipulator // Proceedings of the ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference. V. 5: 27th Biennial Mechanisms and Robotics Conference. 2002. P. 505.
10. Рашоян Г. В., Ласточкин А. Б., Глазунов В. А. Кинематический анализ пространственного механизма параллельной структуры с круговой направляющей // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2014. № 2. С. 20 – 26.
11. Determination of the Geometric Parameters of a Parallel-Serial Rehabilitation Robot Based on Clinical Data / D. Malyshev, S. Mohan, L. Rybak, et al. // CISM International Centre for Mechanical Sciences. 2021. V. 601. P. 556 – 566.
12. Скворцов С. А. Кинематический анализ пространственных механизмов параллельной структуры с круговой направляющей и четырьмя кинематическими цепями // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2016. № 5. С. 16 – 21.

Eng

1. Alizade R. I. and Tagiyev N. R. (1994). A Forward and Reverse Displacement Analysis of a 6-d of In-Parallel Manipulator. Mechanism and Machine Theory, 29(1), pp. 115 – 124.
2. Kong X., Gosselin C. (2007). Type Synthesis of Parallel Mechanisms. Springer.
3. Byushgens A. G., Glazunov V. A., Zaychik L. E., Skvortsov S. A. (2014). Type analysis of parallel structure mechanisms with circle rail and six degrees of freedom. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem, (2), pp. 13 – 19. [in Russian language] DOI: 10.14489/hb.2014.02.pp.013-018
4. Glazunov V. A., Lastochkin A. B., Rashoyan G. V., Skvortsov S. A., Shevchenko E. F. (2015). Spatial mechanism with six degrees of freedom. Ru Patent No. 160612. Russian Federation. [in Russian language]
5. Heylo S. V., Glazunov V. A., Lopatin A. Yu., Poletika A. K. (2021). Spatial mechanism with six degrees of freedom. Utility model patent No. 206694 U1. [in Russian language]
6. Fomin A., Antonov A., Glazunov V., Rodionov Yu. (2021). Inverse and Forward Kinematic Analysis of a 6-d of Parallel Manipulator Utilizing a Circular Guide. Robotics, Vol. 10, (1).
7. Arakelian V., Wenger P. (Eds.), Fomin A., Glazunov V., Terekhova A. (2019). Development of a Novel Rotary Hexapod with Single Drive. ROMANSY 22 – Robot Design, Dynamics and Control.
8. Merlet J. P. (2006). Parallel Robots. Kluwer Academic Publishers.
9. Bonev I. A., Gosselin C. M. (2002). Geometric Algorithms for the Computation of the Constant-Orientation Workspace and Singularity Surfaces of a Special 6-RUS Parallel Manipulator. Proceedings of the ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference, Vol. 5: 27th Biennial Mechanisms and Robotics Conference.
10. Rashoyan G. V., Lastochkin A. B., Glazunov V. A. (2014). Kinematic analysis of the spatial mechanism of a parallel structure with a circular guide. Problemy mashinostroeniya i avtomatizatsii, (2), pp. 20 – 26. [in Russian language]
11. Malyshev D., Mohan S., Rybak L. et al. (2021). Determination of the Geometric Parameters of a Parallel-Serial Rehabilitation Robot Based on Clinical Data. CISM International Centre for Mechanical Sciences, Vol. 601, pp. 556 – 566.
12. Skvortsov S. A. (2016). Kinematic analysis the spatial mechanism of parallel structure with a circular guide and four kinematic chains. Spravochnik. Inzhenerniy zhurnal s prilozheniem, (5), pp. 16 – 21. [in Russian language] DOI: 10.14489/hb.2016.05.pp.016-021

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2023.01.pp.003-008

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2023.01.pp.003-008

and fill out the form