Разработка системы управления учебным роботом-манипулятором параллельной структуры с применением технологии модельно-ориентированного проектирования

Описан процесс разработки сложного механического устройства с микроконтроллерным управлением на основе использования технологии модельно-ориентированного проектирования и программных продуктов Mathworks. Объектом разработки являлся робот-манипулятор на базе механизма параллельной структуры с шестью степенями свободы. Для создания микроконтроллерной системы управления манипулятором предложено решение обратной задачи кинематики, работоспособность которого была доказана с помощью динамической компьютерной модели из плоских геометрических примитивов в среде MATLAB. С помощью пакета Simscape Multibody на основе трехмерной модели проектируемого объекта был проведен анализ его физических свойств. Работоспособность аппаратной части системы управления была доказана с помощью пакета Embedded Systems, который также позволил сгенерировать исполнительный код для выбранной микроконтроллерной платы Arduino Mega 2560. Созданный параллельный манипулятор представляет собой действующее электромеханическое устройство с циклическим микроконтроллерным управлением, позволяющим перемещать в пространстве подвижную платформу по заранее заложенным траекториям.

1. Шахинпур, М. Курс робототехники : пер. с англ. / М. Шахинпур. - М. : Мир, 1990. - 527 с.

2. Merlet, J. P. Parallel Robots / J. P. Merlet. - 2nd ed. - Heidelberg : Springer, 2005. - 417 p.

3. Pandilov, Z. Comparison of the characteristics between serial and parallel robots / Z. Pandilov, V. Dukovski // Acta Technica Corvininesis - Bulletin of Engineering. - 2014. - Vol. 7(1). - P. 143-160.

4. Parallel Manipulators, Towards New Applications / ed. Wu Huapeng. - Vienna : I-Tech, 2008. - 506 p.

5. Кун, С. Структурный синтез параллельных механизмов / С. Кун, К. Госселин ; пер. с англ. Л. А. Рыбак, А. В. Чичварина ; под ред. А. В. Синева. - М. : Физматлит, 2012. - 276 с.

6. Прокопович, Г. А. Мобильный робот с нулевым радиусом поворота / Г. А. Прокопович // Робототехника и техническая кибернетика. - 2015. - № 2(7). - С. 39-44.

7. Механизмы параллельной структуры в металлорежущих станках / Е. Б. Щелкунов [и др.] // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. - 2012. - № 12. -С. 52-61.

8. Талукдер, Ю. З. Модельно-ориентированное проектирование систем автоматического управления в инженерном образовании / Ю. З. Талукдер // Научное обозрение. Технические науки. - 2014. - № 2. -С. 174-182.

9. Применение модельно-ориентированного проектирования к созданию АСУ ТП опасных промышленных объектов / С. С. Журавлев [и др.] // Вестн. НГУ. Сер. Информационные технологии. - 2018. -Т. 16, № 4. - С. 56-67.