аспирант с 01.01.2021 по настоящее время
Воронеж, Воронежская область, Россия
аспирант
Воронеж, Россия
аспирант
Воронеж, Воронежская область, Россия
сотрудник
Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова (аспирапнт)
Воронеж, Россия
сотрудник с 01.01.2022 по настоящее время
Воронежский государственный университет (Кафедра ядерной физики, Студент)
студент с 01.01.2022 по 01.01.2024
УДК 630 Лесное хозяйство. Лесоводство
Представлен анализ исследований кинематики и динамики рабочих процессов манипуляторов технологических машин. Целью исследования является снижение динамической нагруженности и повышение производительности лесного манипулятора путем кинематического и динамического анализа механизма подъема стрелы, оснащенного гидромеханическим демпфером. Разработаны расчетные схемы для механизма подъема стрелы и демпфера. Основой исследования служит математическая модель, описывающая кинематику и динамику подъема стрелы с учетом действия дополнительного демпфера. Модель включает в себя уравнения, описывающие взаимодействие основных параметров системы, таких как угол подъема стрелы, давление в напорном трубопроводе и ход плунжера демпфера. Решение системы уравнений представлено с использованием приближенного метода Эйлера и разложения в ряд Маклорена, а полученные функции анализируются с точки зрения их зависимости от времени и других ключевых параметров. В статье подробно описан метод расчета коэффициентов и численное решение по методу Рунге-Кутты, включая чувствительность модели к изменениям параметров. Задача решена в системе компьютерной алгебры Maxima. Особое внимание уделено анализу влияния малых параметров на поведение системы, что демонстрируется на графиках зависимостей ключевых переменных от времени. В заключении формулируются основные выводы, подчеркивающие значимость введения дополнительного демпфера для снижения динамической нагруженности и повышения производительности погрузочно-разгрузочных работ лесного манипулятора.
манипулятор, гидропривод, демпфер, механизм подъёма стрелы, математическая модель, расчетные схемы, погрузочно-разгрузочные работы, угол подъема стрелы, давление в напорном трубопроводе, ход плунжера демпфера.
1. Голякевич С. А. Имитационное моделирование технологического оборудования форвардера как мехатронной системы. Труды БГТУ. Серия 1: лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. 2019. № 2 (222). С. 174-180. URL: https://elib.belstu.by/handle/123456789/30280.
2. Голякевич С. А., Гороновский А. Р. Математическая модель динамики манипуляторов многооперационных лесозаготовительных машин. Труды БГТУ. Серия 1: лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. 2024. № 1 (276). С. 132-143. URL: https://elib.belstu.by/handle/123456789/62730.
3. Тарбеев А. А. Обеспечение надежности гидроприводов лесных машин совершенствованием методов и средств их диагностирования: автореф. канд. техн. наук. Йошкар-Ола, 2019.
4. Авдеева Е. В., Полетайкин В. Ф. Исследование нагрузок на гидроцилиндры манипулятора. Хвойные бореальной зоны. 2020; 28 (5-6). С. 305–309. URL: https://elibrary.ru/vknnjg.
5. Лагерев, А. В., Лагерев И. А. Современная теория манипуляционных систем мобильных многоцелевых транспортно-технологических машин и комплексов : Моделирование рабочих процессов и проектирование элементов гидропривода. Брянск, 2019. 201 с. ISBN 978-5-9734-0319-5. URL: https://elibrary.ru/vleqjy.
6. Лагерев И. А., Лагерев А. В. Моделирование рабочих процессов в гидроприводе кранов-манипуляторов. Инновационное развитие подъемно-транспортной техники. материалы всероссийской научно-практической конференции. 2019. С. 74-77. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=qwxevm&ysclid=lur3ln1yyx185211858.
7. Лагерев А. В., Лагерев И. А. Моделирование рабочих процессов в дроссельно-регулируемом гидроприводе манипуляционных систем мобильных машин при совместном движении звеньев. Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2019. № 1. С. 59-82. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37289352&ysclid=lur3nj5m7g876441504.
8. Власов Е. Н., Сергеевичев А. В., Добрынин Ю. А., Сергеевичев В. В. Анализ работы гидравлического манипулятора лесной машины с цикловой системой управления. Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2022. № 238. С. 99-112. DOI: https://doi.org/10.21266/2079-4304.2022.238.99-112. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=48186417.
9. Попиков П. И., Зеликов В. А., Яковлев К. А. [и др.] Имитационная модель автомобильного манипулятора, реализованная в среде САПР. Лесотехнический журнал. 2019. Т. 9, № 4 (36). С. 142–150. DOI:https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2019.4/16. URL: https://elibrary.ru/qwhvkf.
10. Макаров А. А., Худякова С. Е. Разработка динамической модели робота типа scara с избирательной податливостью руки // Сборник научных трудов кафедры автоматики и промышленной электроники. Москва, 2021. С. 31-34. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=45772913&ysclid=lw08szlmz0747036875.
11. Богданов Д. Р., Даринцев О. В. Динамика (кинематика) звена манипулятора с управляемым изгибом. // XII Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики. Сборник трудов. В 4-х томах. 2019. С. 528-530. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=21162642.
12. Крамарь В. А., Альчаков В. В., Крамарь О. А. Терминальный подход к построению управления антропоморфным манипулятором. Автоматизация и измерения в машино- приборостроении. 2019. № 4 (8). С. 49-56. URL: https://elibrary.ru/vsxsrq.
13. Шевелева Т. А. Программные и инструментальные средства для компьютерного моделирования кинематики механизмов. Прикладная математика и фундаментальная информатика. 2020. Т. 7, № 2. С. 36-47. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=45747127.
14. Кузьмина М. В., Казначеева А. А. Кинематический и динамический анализ движения робота манипуляционного типа. // Инновационное развитие техники и технологий в промышленности. Сборник материалов Всероссийской научной конференции молодых исследователей с международным участием. Москва, 2023. С. 182-187. URL: https://elibrary.ru/ceaumw.
15. Телегин А. И. Аналитическое решение первой задачи динамики манипуляторов. Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». 2022. Т. 22, № 1. С. 28–52. DOI:https://doi.org/10.14529/ctcr220103. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=48408894.
16. Nosikov M. V., Telegin A. I. A New Type of the Manipulator Dynamics Equations for the Synthesis of Adaptive Pid Controller for Program Gripping. Journal of Computational and Engineering Mathematics. 2022. Vol. 9, No. 4. P. 26-33. DOIhttps://doi.org/10.14529/jcem220403. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=50198249.
17. Михайлов М. И., Шевченко А. В. Оптимизация траектории робота RA605 в составе роботизированного технологического комплекса для обработки дисков. Вестник Гомельского государственного технического университета им. П.О. Сухого. 2022. № 4 (91). С. 23-32. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/optimizatsiya-traektorii-robota-ra605-v-sostave-robotizirovannogo-tehnologicheskogo-kompleksa-dlya-obrabotki-diskov.
18. Ситник С. М., Ту Р. Эффективная методология сбора данных для обучения обратной динамической модели манипулятора на основе аналитического метода. I. Челябинский физико-математический журнал. 2023. Т. 8, Вып. 1. С. 140-145. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=50415905.
19. Нелюбова А. В Исследование и анализ математической модели трехзвенного манипулятора. В книге: Конкурс научно-исследовательских работ студентов Волгоградского государственного технического университета. Волгоград, 2022. С. 414-415. URL: https://elibrary.ru/rctqps.
20. Долматов А. В., Исмагулов М. Е. Разработка интеллектуальных мехатронных модулей SCARA-манипулятора четвертого поколения на базе микроконтроллера ESP8266. Высокопроизводительные вычислительные системы и технологии. 2022. Т. 6. № 1. С. 131-136. Режим доступа: https://elibrary.ru/gzwdwe.
21. Vasilyev S. A., Mishin S. A., Limonov S. E., Nadezhdina O. A. Mechatronic module design of the control system of the braking mechanism and the clutch for transport and technological vehicles. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2022. Vol. 981(3). P. 032007. DOI:https://doi.org/10.1088/1755-1315/981/3/032007.
22. Дорняк О. Р., Маркова Л. В., Попиков С. К., Танчук П. В. Статическое нагружение силового гидропривода звеньев манипулятора лесотранспортной машины в критическом режиме. Лесотехнический журнал. 2023. Т. 13, № 2(50). С. 87–104. DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2023.2/5. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=54525084.
23. Волошкин А. А., Рыбак Л. А., Скитова В. М., Ноздрачева А. В., Гапоненко Е. В. Создание трехмерной кинематической модели манипулятора Delta при помощи системы автоматизированного проектирования в NX. Робототехника и техническая кибернетика. Т. 11, № 1. Санкт-Петербург ЦНИИ РТК. 2023. С. 20-29. DOI:https://doi.org/10.31776/RTCJ.11103. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=50439476.
24. Попиков П. И., Черных А. С., Богданов Д. С., Попиков С. К., Поздняков Е. В., Попикова А. В. Патент № 2789167 C1 Российская Федерация, МПК B66C 13/42. Гидропривод грузоподъемного механизма лесного манипулятора : № 2022119768 : заявл. 19.07.2022 : опубл. 30.01.2023 / заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова". URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=50267016.
