The Construction Principle, Synthesis and Study of the Electromechanical Forcecompensating Robotic Mechanisms with Flexible Gears. Part 2. Synthesis and Study of the Electromechanical Force-compensating Systems of a Manipulator with Non-rigid Mechanics

Authors

  • Georgiy Ya. Pyatibratov Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)
  • Angela A Prudiy Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)
  • Dmitriy Yu. Bogdanov Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2022-4-50-57

Keywords:

robotic mechanism, elastic mechanism, electric drive, force compensating system, force control

Abstract

A construction structure is proposed and a method for synthesizing the adaptive electromechanical force-compensating control system for a robotic mechanism with an elastic actuator is described. The synthesis of the system was performed using the inverse frequency response method. Analytical expressions are obtained for determining the parameters of a corrective device that provides the required force droop and the quality of control processes. A study was carried out on the disturbing the effect of the mechanical part of the manipulator without an electric drive using the proposed force control system with a synthesized corrective device having different structures and parameters. The results of solving the synthesis problem showed that the system must have integro-differentiating properties. Various structures of corrective devices have been analyzed which made it possible to determine the areas of rational application of the force-compensating systems of robotic mechanisms with non-rigid gears.

Author Biographies

Georgiy Ya. Pyatibratov, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

Doctor of Technical Sciences, Professor, Department «Power Supply and Electric Drive», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

Angela A Prudiy, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department «Power Supply and Electric Drive», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

Dmitriy Yu. Bogdanov, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department «Power Supply and Electric Drive», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

References

Пятибратов Г.Я., Сухенко Н.А. Электромеханические силокомпенсирующие системы подъёмно-транспортных механизмов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2014. № 4. С. 67 – 75.

Пятибратов Г.Я., Даньшина А.А. Способы и средства совершенствования сбалансированных манипуляторов с электромеханическими силокомпенсирующими системами: монография. Новочеркасск: Лик, 2016. 194 с.

Конструирование роботов: пер. с франц. / П. Анре, Ж.-М. Кофман, Ф. Лот, Ж.-П. Тайар М.: Мир, 1986. 360 с.

Сухенко Н.А., Пятибратов Г.Я., Даньшина А.А. Перспективные электромеханические системы управления уси-лиями промышленных манипуляторов // Изв. вузов. Электромеханика. 2015. № 5 (541). С. 76 – 81.

Летов А.М. Динамика полета и управление. М.: Наука, 1969. 360 с.

Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. М.: Машиностроение, 1976. 184 с.

Петров Ю.П. Вариационные методы теории оптимального управления. Л.: Энергия, 1977. 280 с.

Кравченко О.А., Пятибратов Г.Я. Синтез оптимального регулятора усилий в электромеханических системах с упругими связями // Изв. вузов. Электромеханика. 1998. № 4. С. 58 – 63.

Красовский А.А. Системы автоматического управления полетом и их аналитическое конструирование. М.: Наука, 1973. 558 с.

Пятибратов Г.Я., Даньшина А.А. Синтез системы управления усилиями в исполнительном механизме элек-тромеханического силокомпенсирующего манипулятора // Изв. вузов. Электромеханика. 2017. Т. 60. № 3. С. 45 – 53. DOI:10.17213/0136-3360-2017-3-45-53.

Пятибратов Г.Я., Алтунян Л.Л., Прудий А.А. Синтез и исследование адаптивной системы управления силовы-ми взаимодействиями в упругих механизмах многозвенных манипуляторов // Изв. вузов. Электромеханика. 2022. Т. 65. № 2. С. 35 – 44. https://doi.org/10.17213/0136-3360-2022-2-35-44.

Принцип построения, синтез и исследование электромеханических силокомпенсирующих робототехнических механизмов с нежёсткими передачами. Часть 1. Постановка задачи и математическое описание электромеханической силокомпенсирующей системы манипулятора с нежёсткой механикой / Г.Я. Пятибратов, А.А. Прудий, Д.Ю. Богданов, Н.А. Сухенко // Изв. вузов. Электромеханика. 2022. Т. 65. № 3. С. 20 – 25. https://doi.org/10.17213/0136-3360-2022-3-20-25.

Published

2023-01-17

How to Cite

(1)
Pyatibratov, G. Y.; Prudiy, A. A.; Bogdanov, D. Y. The Construction Principle, Synthesis and Study of the Electromechanical Forcecompensating Robotic Mechanisms With Flexible Gears. Part 2. Synthesis and Study of the Electromechanical Force-Compensating Systems of a Manipulator With Non-Rigid Mechanics. electromeh 2023, 65, 50-57.

Issue

Section

Articles