АЛГОРИТМЫ И JS-КОДЫ РЕШЕНИЯ ПЕРВОЙ ЗАДАЧИ ДИНАМИКИ АНГУЛЯРНЫХ МАНИПУЛЯТОРОВ В X3D
Аннотация
Целью исследования является разработка алгоритмов и кодов на языке JavaScript (JS) для решения Первой Задачи Динамики (ПЗД) ангулярных Манипуляционных Роботов (МР), моделируемых в расширяемом языке разметки трехмерных виртуальных миров (X3D). Методы исследования относятся к механике Систем Тел (СТ), системному анализу и робототехнике. Результаты исследования содержат математические модели для решения ПЗД в виде прямых рекуррентных формул вычисления абсолютных угловых скоростей, ускорений и линейных ускорений полюсов тел МР, обратных рекуррентных формул вычисления главных векторов сил и моментов сил, а также движущих моментов сил, действующих в шарнирных узлах МР. Эти формулы приведены к видам, для численной реализации которых достаточно использовать методы JS-объектов типа SFVec3f и SFRotation, что позволило получить короткие JS-коды вычисления перечисленных величин. Предложены два способа формирования и хранения входных и выходных данных. Первый основан на механизме внешнего X3D-прототипирования. Во втором данные декларируются в интерфейсной части узлаБиблиографические ссылки
1. X3D-прототипирование моделей тел манипуляционных роботов / А.И. Телегин, Е.В. Гусев, В.Л. Кодкин, В.И. Ширяев // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». 2024. Т. 24, № 4. С. 16–30. DOI: 10.14529/ctcr240402
2. Интерфейс X3D-прототипа схвата манипуляционного робота / А.И. Телегин, Г.И. Волович, Е.В. Гусев, С.Г. Пудовкина // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». 2025. Т. 25, № 4. С. 43–58. DOI: 10.14529/ctcr250403
3. Механика промышленных роботов: учеб. пособие для втузов. В 3 кн. Кн. 2: Расчет и проектирование механизмов / Е.И. Воробьев, О.Д. Егоров, С.А. Попов; под ред. К.В. Фролова,
Е.И. Воробьева. М.: Высшая школа, 1988. 367 с. ISBN 5-06-001134-8
4. Левина З.М. Решетов Д.Н. Контактная жесткость машин. М.: Машиностроение, 1971. 264 с.
5. Механика машин: учеб. пособие для втузов / И.И. Вульфсон, М.Л. Ерихов, М.З. Коловский и др.; под ред. Г.А. Смирнова. М.: Высшая школа, 1996. 511 с. ISBN 5-06-002373-7
6. Динамика управления роботами / В.В. Козлов, В.П. Макарычев, А.В. Тимофеев, Е.И. Юревич. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1984. 336 с.
7. Бутырин С.А. Разработка алгоритмов управления манипулятором с компенсацией взаимовлияния движений и программного обеспечения численных экспериментов с моделями роботов на ЭВМ: дис. … канд. техн. наук. Томск, 1982. 144 с.
8. Величенко В.В. Матрично-геометрические методы в механике с приложениями к задачам робототехники. М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. 280 с. (Научные основы робототехники).
9. Тимофеев А.В. Управление роботами: учеб. пособие. Л.: Изд-во ЛГУ, 1986. 240 с.
10. Колюбин С.А. Динамика робототехнических систем: учеб. пособие. СПб.: Университет ИТМО, 2017. 117 с.
11. Лурье А.И. Аналитическая механика. М.: Физматгиз, 1961. 824 с.
12. Miyazaki F., Arimoto S. Stability and robustness of some feedback control schemes for robot manipulators // Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers. 1985. Vol. 21, iss. 1.
P. 78–83. DOI: 10.9746/sicetr1965.21.78. URL: https://www.researchgate.net/publication/280173366_ Stability_and_Robustness_of_Some_Feedback_Control_Schemes_for_Robot_Manipulators.
13. Телегин А.И. Синтез систем твердых тел с заданными свойствами. Челябинск: Изд-во ЧГТУ, 1996. 174 с.
14. Зубов В.И. Аналитическая динамика систем тел: учеб. пособие. Л.: Изд-во ЛГУ, 1983. 344 с.
15. Мельников Г.И. Динамика нелинейных механических и электромеханических систем.
Л.: Машиностроение, 1975. 200 с.
16. Коловский М.З., Слоущ А.В. Основы динамики промышленных роботов. М.: Наука.
Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. 240 с. (Научные основы робототехники). ISBN 5-02-013893-2.
17. Управление движением механических систем / Е.Я. Смирнов, В.Ю. Павликов, П.П. Щербаков, А.В. Юрков. Л.: Изд-во ЛГУ, 1985. 316 с.
18. Телегин А.И. Основы теоретической механики систем тел. С приложениями в робототехнике: учеб. пособие для вузов. СПб.: Лань, 2023. 252 с. ISBN 978-5-507-45089-3.
19. Бутенин Н.Ф., Фуфаев Н.А. Введение в аналитическую механику. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1991. 256 с. ISBN 5-02-014221-2.
20. Brutzman D., Daly L. X3D: Extensible 3D graphics for web authors. Morgan Kaufmann Publi-shers Inc., 2007. 472 р. ISBN 978-0-12-088500-8.
21. Телегин А.И. Уравнения математических моделей механических систем. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1999. 182 с.
22. Мурзин М. В., Куликов И.А., Жукова Н.А. Методы построения графовых нейронных сетей // Изв. СПбГЭТУ «ЛЭТИ». 2024. Т. 17, № 10. С. 4048. DOI: 10.32603/2071-8985-2024-17-10-40-48
