SVG Modeling of Controlled Systems of Bodies
DOI:
https://doi.org/10.14529/ctcr190417Keywords:
XML, X3D, SVG, Web-application, declarative programming, manipulator, walking machineAbstract
The new functionality of the SistemaTel software system (SS) has been described. An extensible markup language for three-dimensional vector graphics (X3D) for 3D modeling of controlled systems of bodies (ST) and scalar vector for 2D modeling of ST Graphics (SVG) have been used in this SS. A brief review of the SS of robots’ modeling using XML-oriented languages (URDF, SRDF, PLM) for marking the parameters of robots has been completed. The main difference between the SistemaTel and its analogues has been indicated. It depends on the fact that collisions are described as conditions for the transition from one ST structure to another one and are not intercepted in the process of graphical modeling, for example, as two-body collision events. An XsysTel language for marking ST has been proposed. It consists of the root node <SystemaTel> and nodes <body>, <connections>. The nesting structure of the node <body> declares the structure of the ST.
The fields of the node <body> expand its use to the description of the kinematic, static, and dynamic properties of ST. The node <connections> describes non-holding and dynamic bonds depending on the state and structure of the ST. Structural classification of the ST has been proposed. There distinguish ST with one Open Branch (STOB), ST with one Closed Branch (ST), Tree-like ST with Open Branches (TSTOB), Tree-like ST with open and closed Branches (with cycles) (TSTB) in the SistemaTel software system. Tree-like ST (TST) is a ST with the structure changing while the bodies’ moving. An example of the ST with a varying structure has been given. The transition conditions between structures can be geometric, kinematic and dynamic, for example, in the form of inequalities containing dynamic reactions in the joints of bodies. Examples of the XsysTel description of the ST in the plane (PST) have been given. An algorithm for XSLT conversion of the XsysTel description of the PST to the SVG-model of the PST has been developed.
References
Телегин, А.И., Генератор X3D-моделей механических систем / А.И. Телегин, Д.Н. Тимофеев // Наука ЮУрГУ: материалы 67-й научной конференции. Секции технических наук. – Челябинск, 2015. – С. 1709–1715.
Телегин, А.И., Web-приложение для моделирования механических систем со структурой открытого дерева / А.И. Телегин, Д.Н. Тимофеев // Наука ЮУрГУ: материалы 68-й научной конференции. Секции технических наук. – Челябинск, 2016. – С. 1123–1130.
Телегин, А.И. Web-приложение для моделирования РТК / А.И. Телегин, Д.Н. Тимофеев, Д.И. Читалов // Наука ЮУрГУ: материалы 69-й научной конференции. Секции технических наук. – Челябинск, 2017. – С. 500–508.
Пудовкина, C.Г. Моделирование и анимация роботизированных технологических комплексов / C.Г. Пудовкина, Д.Н. Тимофеев, Д.И. Читалов // Наука ЮУрГУ: материалы 70-й научной конференции. Секции технических наук. – Челябинск, 2018. – С. 776–784.
Свидетельство № 2015618268 Российская Федерация. Прикладная программа для ЭВМ «Генератор X3D-модели механической системы» / А.И. Телегин, Д.Н. Тимофеев; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВПО ЮУрГУ (НИУ). – Зарегистр. 04.08.2015. – 1 с.
Свидетельство № 2017663301 Российская Федерация. Прикладная программа для ЭВМ «Программа для автоматического синтеза X3D-моделей, программных движений и анимации механических систем» / А.И. Телегин, Д.Н. Тимофеев; заявитель и правообладатель ФГАОУ ВО ЮУрГУ (НИУ). – Зарегистр. 28.11.2017. – 1 с.
Свидетельство № 2017663707 Российская Федерация. Прикладная программа для ЭВМ «Maxima-код для выписывания формул вычисления динамических реакций и обобщенных движущих сил манипуляционных систем роботов»/ А.И. Телегин, Д.Н. Тимофеев; заявитель и правообладатель ФГАОУ ВО ЮУрГУ (НИУ). – Зарегистр. 11.12.2017. – 1 с.
Телегин, А.И. X3D-моделирование механических систем: Опыт использования X3D в моделировании механических систем: моногр. / А.И. Телегин, Д.Н. Тимофеев, Д.И. Читалов; Юж.-Урал. гос. ун-т, ЭТФ. – Миасс: ЭТФ, 2014. – 66 с. – http://elibrary.ru/item.asp?=22585700.
Телегин, А.И. Программно-методический комплекс для автоматического выписывания математических моделей плоских шарнирных механизмов / А.И. Телегин, М.И. Кайгородцев // Ракетодинамика. Энергетика. Информатика: сб. науч. тр. – Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2012. – 233 с.
Крайнев, А.Ф. Словарь-справочник по механизмам / А.Ф. Крайнев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987. – 560 с.
An Extension of the Systems Modeling Language for Physical Interaction and Signal Flow Simulation / C. Bock, R. Barbau, I. Matei, M. Dadfarnia // Systems Engineering. – 2017. – Vol. 20, no. 5. – P. 395–431. DOI: 10.1002/sys.21380
Бойков, А.А. Геометрические тренажеры для курса инженерной графики / А.А. Бойков // Информационная среда вуза. – 2015. – № 1 (22). – С. 49–52.
Текутьева, Н.В. Обзор и анализ Web3D и его инструментов / Н.В. Текутьева, И.Р. Хасянов // Международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов им. Е.В. Арменского. – 2017. – С. 155–157.
Web-Based TeleRobotics Revisited / E. Duff, K. Usher, K. Taylor, C. Caris // Proceedings of Australian Conference on Robotics and Automation. – 2007. – 6 p.
Zubrycki, I. Introducing modern robotics with ROS and Arduino, including case studies / I. Zubrycki, G. Granosik // Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems. – 2014. – Vol. 8, no. 1. – P. 69–75. DOI: 10.14313/JAMRIS_1-2014/9
Rapid Developing the Simulation and Control Systems for a Multifunctional Autonomous Agricultural Robot with ROS / Z. Wang, L. Gong, Q. Chen et al. // Intelligent Robotics and Applications: 9th International Conference. – 2016. – P. 26–39. DOI: 10.1007/978-3-319-43506-0_3
Mortimer, M. Building a Relationship between Robot Characteristics and Teleoperation User Interfaces / M. Mortimer, B. Horan, M. Seyedmahmoudian // Sensors. – 2017, no. 17 (3). – P. 587. DOI: 10.3390/s17030587
YARC – A universal kinematic controller for serial robots based on PMAC and Movelt! / Y. Su, Y. Gao, Y. Wu et al. // 2014 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference. – 2014. DOI: 10.1109/APSIPA.2014.7041708
Searching Baxter's URDF robot joint and link tree for active serial chains / M. Mortimer, B. Horan, M. Joordens, A. Stojcevski // 2015 10th System of Systems Engineering Conference (SoSE). – 2015. – P. 428–433. DOI: 10.1109/SYSOSE.2015.7151971
Huber, L. Initial Steps for the Coupling of JavaScript Physics Engines with X3DOM / L. Huber // Workshop on Virtual Reality Interaction and Physical Simulation (VRIPHYS). – 2013. – P. 81–90. DOI: 10.2312/PE.vriphys.vriphys13.081-090
