Manipulyator mexanizmining bo‘g‘inlarining burchak tezligi va burchak tezlanishini aniqlash

MAVZU :    MANIPULYATOR MEXANIZMINING BO‘G‘INLARINING
BURCHAK TEZLIGI VA BURCHAK TEZLANISHINI ANIQLASH ISHCHI NUQTANING BELGILANGAN HARAKATI BO‘YICHA 
MANIPULYATOR MEXANIZMINING BO‘G‘INLARINING BURCHAK 
TEZLIGI VA BURCHAK TEZLANISHINI ANIQLASH
Quyida   tekis   mexanizmli   robot   manipulyator   mexanizmi   (1-30)-chizmalarda
berilgan.   Ushbu   mexanizmlarning   A   tutqichi   “mexanik   qo‘l”   i,   nuqta   sifatida
harakatlanadi deb qabul qilinadi. Bunda, A nuqtaning harakat tenglamalari, dekart
koordinatalar   sistemasida   (1-jadval)da   berilgan   va   uning   harakati   1   sek.   davom
etadi. 
Ushbu vaqt oralig‘ida robot manipulyator mexanizmi bo‘g‘inlarining gorizont
bilan hosil  qiluvchi  φ, ψ, θ   burchaklari  va S masofaning o‘zgarishlarini aniqlash
kerak.   Shuningdek,   bo‘g‘inlarning   burchak   tezligi   va   burchak   tezlanishlarini,
hamda,     B   nuqtaning   nisbiy     (1   —   13,   15   —   25,   27   —   30-variantlarda)   yoki
absolyut   (14,   26   –variantlar)   tezlik   va   tezlanishlarni   0   dan   1   sek   vaqt   oralig‘ida
aniqlashda ∆t=0.2 sek. qadamlar bilan amlga oshiriladi. 
Bunda,   φ,   ψ,   θ     burchakalarning   o‘zgarish   yo‘nalishi   va   S   masofaning
o‘zgarish   yo‘nalishi   berilgan   chizmalarda   ko‘rsatilgan   va   boshlang‘ich  qiymatlari
φ=φ
0 ,   ψ=ψ
0   oldindan   ma’lum.   Hisoblashlar   uchun   zarur   bo‘lgan   ma’lumotlar   (1-
jadval)da keltirilgan.
1-jadval
Var.
№ a b c φ
0ψ0 x
A	yA
m rad m
1.
0.5 1.2 0.4 60 15 1.4091 0.7436-0.3t
  Masalani yechish.   Chizmada   robot manipulyator mexanizmi bo‘g‘inlarining
gorizont bilan hosil qiluvchi φ, ψ, θ burchaklari va S masofa boshlang‘ich holatda
tasvirlangan. Bo‘g‘inlarning uzinliklari:  a=0.5	;b=1.2	;c=0.4
A tutqichning harakat tenglamalari quyidagicha berilgan:	
xA=1.4091
     	yA=0.7436	−0.3	t
Vaqtning boshlang‘ich qiymatida (t = 0) 
φ
0 = 60 ° ; Ψ
0 = 15 °
Yechim.   Mexanizmning   har   qanday   holati   uchun   vektor   munosabatlarni
qurish   mumkin   Xususan,   (chizma)   holati   uchun   quyidagicha   vektor
munosabatlarini quramiz: 	
⃗OA	=⃗OD	+⃗DA
  (2)	
⃗
DC =	⃗ DB +	⃗ BC
(3)
bu yerda	
|⃗
OD	| = a = const ;	|⃗ AD	| = b = const ;	|⃗ CD	| = b
3 = const ( 4 )
(4)  va (5)  lardagi  vektorlarni  o‘rnatilagn  koordinatalar  o‘qlariga proyeksyalab  (2)
va (3) da hisobga olamiz. Natijada, quyidagilarga ega bo‘lamiz:	
{
x
A = a ∙ cos φ + b ∙ cos Ψ
y
A = a ∙ sin φ + b ∙ sin Ψ ( 5 )	
{
S ∙ cos φ + c ∙ cos ϴ = b
3 ∙ cos Ψ
S ∙ sin φ + c ∙ sin θ = b
3 ∙ si n Ψ ( 6 )
Endi   (5)   va   (6)   sistemalardagi   tenglamalarni   vaqt   bo‘yicha   ikki   marta
differensiyallaymiz.
Birinchi   differnsiyallashdan   so‘ng   nomalum   burchak   tezliklar  	
˙ϕ,˙ψ,˙θ   va
nisbiy tezlik	
˙s  ga nisbatan quyidagi tenglamalar sistemasini hosil qilamiz:	
{
˙x
A = − a ∙
˙φ ∙ sin φ − b ∙ ˙
Ψ ∙ sin Ψ
˙y
A = a ∙
˙φ ∙ cos φ + b ∙ ˙
Ψ ∙ cos Ψ ( 6 )	
{
˙
S ∙ cos φ − S ∙
˙φ ∙ sin φ − c ∙ ˙
θ ∙ sin θ = − b
3 ∙ ˙
Ψ ∙ sin Ψ
˙
S ∙ sin φ + S ∙
˙φ ∙ cos φ + c ∙ ˙
θ ∙ cos θ = b
3 ∙ ˙
Ψ ∙ cos Ψ ( 7 )
Ikkinchi   differnsiyallashdan   so‘ng   nomalum   burchak   tezlanishlar  	
¨ϕ,¨ψ,¨θ   va
nisbiy tezlanish	
¨s  ga nisbatan quyidagi tenglamalar sistemasini hosil qilamiz:	
{
¨x
A = −	
( a ∙
¨φ ∙ sin φ + a ∙
˙φ 2
∙ cos φ	) − ( b ∙ ¨
Ψ ∙ sin Ψ + b ∙ ˙
Ψ 2
∙ cos Ψ )
¨y
A = a ∙
¨φ ∙ cos φ − a ∙
˙φ 2
∙ sin φ + b ∙ ¨
Ψ ∙ cos Ψ − b ∙ ˙
Ψ 2
∙ sin Ψ ( 8 ) {¨
S ∙ cosφ − 2 ∙ ˙
S ∙
˙φ ∙ sinφ − S	
(
¨φ sinφ − ˙
φ	ϴ 2
∙ cosφ	) − c	( ¨
θ ∙ sinθ + ˙
θ 2
∙ cosθ	) = − b
3 ( ¨
Ψ ∙ sinΨ + ˙
Ψ 2
∙ cosΨ )
¨
S ∙ sinφ + 2 ∙ ˙
S ∙
˙φ ∙ cosφ + S	
(
¨φ cosφ − sinφ ∙
˙φ 2	)
+ c	( ¨
θ ∙ cosθ − ˙
θ 2
∙ sinθ	) = b
3 ( ¨
Ψ ∙ cosΨ − ˙
Ψ 2
∙ sinΨ )
Yuqoridagi (6) va (8) tenglamalar sistemasidagi 	
˙xA,˙yA,¨xA,¨yA  larni berilgan (1)
harakat tenglamalaridan aniqab, quyidagicha yozamiz:
˙x
A = 0 ;
¨x
A = 0 ;
˙y
A = − 0.3 ;
¨y
A = 0
Yuqoridagi   tenglamalar   sistemasini   Maple   matematik   dasturiga   ko’chirish
orqali quyidagilarni aniqlashimiz mumkin:
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
>  > 
> 
> 
> 
> 
Yuqoridagi ifodalarda harflardan keyingi sonlar ularning nechinchi tartibli 
hosilasi turganligini bildiradi. Bu birinchi qiymatlar k=1 uchun,  f = φ
, p=Ψ ,
T = ϴ
 deb qulay belgilashlar olingan. Ya’ni yuqorida  φ
1 , Ψ
1 , ϴ
1  va  S
1  lar topilgan. 
Xuddi shu tartibda qiymatlarni ketma-ket o’zgartirgan holda tuzilgan algoritmni
davom ettirsak, quyidagi  φ
2 , Ψ
2 ,	
ϴ2  va  S
2  larning (k=2) qiymatlariga ega 
bo’lamiz:
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
>  > 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
> 
Ababiyotlar
1. Angeles J.  Fundamentals of Robotic Mechanical Systems Theory, Methods, 
and Algorithms. - VerlagNew York, Inc., 2003. 545 p.
2. Яблонский   А.А.   Сборник   заданий   для   курсовых   работ   по
теоретической механике. интеграл-пресс, 2004. – 384 стр.
3. Nazarov X.N.  Robotexnik asoslari Toshk. davlat. tex. univ. Toshkent, 2015 
– 104 b.
4. Юревич Е.И.  Основы робототехники – СПБ, БХВ – Петербург, 2010. -
368 с
5. Глазунова. В.А.   Новые механизмы в современной робототехнике / 
под. ред.–М.: ТЕХНОСФЕРА, 2015. –312 с.
6. Kurfess T.  Robotics and automation handbook.  CRC Press LLC, 2005. —
519 p.
