Modelowanie i symulacja zadania prostego kinematyki i dynamiki robota inspekcyjnego

• Autorzy: Giergiel J. , Kurc K. , Szybicki D.

Warianty tytułu

EN

Modeling and simulation of forward kinematics and dynamics of the inspection robot

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z modelowaniem kinematyki i dynamiki robota mobilnego z napędem gąsienicowym. Do opisu dynamiki robota wykorzystano równania Lagrange’a. W celu wyeliminowania mnożników Lagrange’a z równań ruchu, posłużono się formalizmem Maggiego. Przeprowadzając analizę dynamiki oraz symulacje ruchu, uwzględniono takie czynniki jak: poślizg gąsienic zależny od podłoża i odkształceń szponów, siłę wyporu robota znajdującego się w cieczy, siłę oporu hydrodynamicznego zależną od środowiska, w którym pracuje robot oraz siłę oporu toczenia gąsienicy. Otrzymane wyniki zaprezentowane zostały w postaci równań ma-tematycznych oraz wyników symulacji obrazujących parametry dynamiczne ruchu robota.

EN

In this article authors present the problems connected with modeling the kinematics and dynamics of a mobile robot with a crawler drive. The description of the robot’s dynamic is based on the energetic method based on La-grange equations. In order to avoid modeling problems connected with decoupling Lagrange multipliers Maggi equations are used. During the analysis and motion simulation there are taken into account such parameters as: slipping track-dependent deformation of the substrate and claws, buoyant force of the robot located in the liquid, the hydrodynamic resistance force depending on the environment in which the robot works and the strength of the rolling resistance of track. Simulations of the dynamics parameters have been made and the results are shown.

Słowa kluczowe

PL

kinematyka; dynamika; modelowanie; symulacja; robot; mechatronika

EN

kinematics; dynamics; modelling; robot; mechatronics

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 21, nr 52
• Strony: 51--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Giergiel J.

• Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki, Politechnika Rzeszowska

autor

Kurc K.

• Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki, Politechnika Rzeszowska

autor

Szybicki D.

• Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki, Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• 1.Burdziński Z.: Teoria ruchu pojazdu gąsienicowego. Warszawa: WKŁ, 1972.
• 2.Dajniak H.: Ciągniki teoria ruchu i konstruowanie. Warszawa: WKŁ, 1985.
• 3.Żylski W.: Kinematyka i dynamika mobilnych robotów kołowych. Rzeszów: Ofic. Wyd. Pol. Rzesz., 1996.
• 4.Chodkowski A. W.: Badania modelowe pojazdów gąsienicowych i kołowych. Warszawa: WKŁ, 1982.
• 5.Chodkowski A. W.: Konstrukcja i obliczanie szybkobieżnych pojazdów gąsienicowych. Warszawa: WKŁ, 1990.
• 6.Giergiel J., Kurc K., Giergiel M.: Mechatroniczne projektowanie robotów inspekcyjnych. Monografia 263 ss. Rzeszów: Ofic. Wyd. Pol. Rzesz., 2010.
• 7.Kurc K.: Mechatronika w projektowaniu robota. Monografia 185 ss. Rzeszów: Ofic. Wyd. Pol. Rzesz., 2010.
• 8.Mężyk A., Bachorz P.: Mechatronika w projektowaniu układów napędowych maszyn: projektowanie mechatroniczne, zagadnienia wybrane. Praca zbiorowa pod redakcją T. Uhla. Radom: Wyd. Instytutu Technologii Eksploatacji, 2005, s.145-158.
• 9.Trojnacki M.: Modeling and motion simulation of a three-wheeled mobile robot with front wheel driven and steered taking into account wheels’ slip. “Archive of Applied Mechanics”2013, Vol. 83, Iss. 1, p. 109 - 124.
• 10.Choi H.R., Roh S.: In-pipe robot with active steering capability for moving inside of pipelines. Ed.by Maki K. Habib, Bioinspiration and Robotics Walking and Climbing Robots, InTech 2007.
• 11.Horodnica M.H., Doroftei I., Mignon E., Preumont A.: A simple architecture for in-pipe inspection robots. Int. Colloquium on Mobile and Autonomous Systems. 10 Years of the Fraunhofer IFF 2012.
• 12.Tadakuma K., Tadakuma R., Nagatani K., Yoshida K.,Ming A., Shimojo M., Iagnemma K.: Basic running test of the cylindrical tracked vehicle with sideways mobility. In: IROS 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems 2009, p.1679– 1684.
• 13.Wang Y., Zhang J.: Autonomous air duct cleaning robot system. In: MWSCAS '06. 49th IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems 2006, Vol.1, p. 510 – 513.