Моделирование трансформируемых механических систем

Приведены результаты моделирования трансформируемых механических систем, применяемых при создании робототехнических устройств и изделий космических аппаратов. Трансформируемые системы рассматри- ваются в виде многозвенных шарнирных механизмов с размещенными на звеньях или на основании приводами. Проведенный анализ публикаций показал, что при создании трансформируемых систем используются как разомкнутые, так и замкнутые кинематические цепи. Для описания работы использованы уравнения Лагранжа второго рода в матричной форме, которые спра- ведливы как для разомкнутых (последовательных), так и для замкнутых (параллельных) структур. С целью решения прямой задачи динамики и определения необходимых управляющих моментов приводов предложена математическая модель четырехзвенного механизма раскрытия штанги панелей солнечных батарей (после- довательная структура). При построении модели принято, что механизм работает в горизонтальной плоско- сти, моменты сил тяжести, приложенные к звеньям, воспринимаются устройствами обезвешивания. Моделирование проводилось в среде графического программирования LabVIEW, при этом разработаны виртуальные приборы, позволяющие вычислять координаты характерных точек механизма, например, цен- тров масс звеньев как точек крепления устройств обезвешивания, виртуальные приборы вычисления матриц инерции звеньев, кинетической энергии звеньев и необходимых моментов сил приводов. Предложенная модель и разработанные виртуальные приборы позволяют решать прямую задачу динамики трансформируемой механической системы и могут быть использованы при проектировании новых образцов робототехнических систем и изделий космических аппаратов.