X3D-прототипирование моделей тел манипуляционных роботов
Автор: Телегин А.И., Гусев Е.В., Кодкин В.Л., Ширяев В.И.
Рубрика: Управление в технических системах
Статья в выпуске: 4 т.24, 2024 года.
Бесплатный доступ
Целью является исследование возможностей и способов раздельного X3D-моделирования структуры манипуляционных роботов и внешнего X3D-прототипирования моделей их тел, не требующих для их практического использования знаний X3D-программирования виртуальных миров. Методы исследования относятся к трехмерному моделированию, кинематике систем тел и робототехнике. Рассматриваются типовые ангулярные манипуляционные роботы, состоящие из поворотной платформы, плеча, предплечья и трехзвенной кисти, на конце которой установлен схват с двумя пальцами. Результаты исследования содержат описание разработанных способов разметки структуры и геометрии манипуляционных роботов и трех способов (простейшего, простого и типового) создания цифрового кода, на основе которого автоматически генерируется X3D-модель тела. Для каждого из этих способов отмечаются достоинства, недостатки и ограничения, а также рекомендуются случаи их эффективного использования. Практически применять подробно описанные способы сможет любой пользователь, освоивший цифровое кодирование моделей тел. Это особенно актуально для тех, кто не владеет декларативным xml-программированием и в частности расширяемым языком разметки X3D, для изучения которого книг и статей на русском языке очень мало. Для желающих углубить свои знания X3D на практике здесь представлены и описаны разработанные X3D- и JS-коды моделирования манипуляционных роботов и их тел. Приведены примеры X3D-разметки структуры типовых манипуляционных роботов с шестью вращательными кинематическими парами, которые охватывают большинство ангулярных промышленных роботов.
Xml, x3d, js, внешнее x3d-прототипирование, симуляция, манипуляционный робот, x3d-модели тел, ртк
Короткий адрес: https://sciup.org/147245996
IDR: 147245996 | DOI: 10.14529/ctcr240402
Список литературы X3D-прототипирование моделей тел манипуляционных роботов
- 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.
- ГОСТ Р 60.0.7.3-2020. Роботы и робототехнические устройства. Метод математического моделирования показателей надёжности и виртуализации испытаний на надёжность базовых элементов робототехнических комплексов при проектировании. М.: Стандартинформ, 2021.
- ГОСТ Р 60.0.7.2-2020. Роботы и робототехнические устройства. Технология математического моделирования и виртуализации испытаний базовых элементов робототехнических комплексов на внешние воздействующие факторы на всех этапах жизненного цикла. М.: Стандартинформ, 2021.
- Мелентьев Ю.И., Телегин А.И. Динамика манипуляционных систем роботов. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1984. 360 с.
- 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.
- Войнов И.В. Транспортные и манипуляционные системы мобильных робототехнических комплексов для экстремальных условий: дис.... д-ра. техн. наук. Челябинск, 1998. 301 с.
- Войнов И.В. Синтез алгоритма быстрой адаптации ПИД-регулятора программного движения четырехзвенного манипулятора // Информационные технологии искусственного интеллекта: сб. М.: ИФТП РАН, 1994. С. 93-100.
- Телегин А.И. Уравнения математических моделей механических систем. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1999. 182 с.
- ТелегинА.И., Тимофеев Д.Н., Читалов Д.И. X3D-моделирование механических систем: опыт использования X3D в моделировании механических систем. Южно-Уральский государственный университет, 2014. 66 с. URL: http://elibraru.ru/item.asp?id=22585700.
- Пудовкина С.Г., Тимофеев Д.Н., Читалов Д.И. Моделирование и анимация роботизированных технологических комплексов // Наука ЮУрГУ: материалы 70-й научной конференции. Секции технических наук. Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2018. С. 776-784.
- Web Application for X3D-Model Creation of the Robotic Technological Complex / I.V. Voynov, S.G. Pudovkina, A.I. Telegin, D.N. Timofeev // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». 2018. Т. 18, № 2. С. 5-18. DOI: 10.14529/ctcr180201
- Роботизация торговли / А.И. Телегин, Д.Н. Тимофеев, С.Г. Пудовкина, В.А. Телегин // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». 2019. Т. 19, № 4. С. 84-98. DOI: 10.14529/ctcr190408
- Feature and Performance Comparison of the V-REP, Gazebo and ARG0s Robot Simulators / L. Pitonakova, M. Giuliani, A. Pipe, A. Winfield // Proceedings of the 19th Towards Autonomous Robotic Systems Conference (TAROS 2018). 2018. DOI: 10.1007/978-3-319-967228-8_30
- Development of a Khepera IV Library for the V-REP Simulator / E. Peralta, E. Fabregas, G. Farias et al. // IFAC-PapersOnLine - 11th IFAC Symposium on Advances in Control Education. 2016. P. 81-86. DOI: 10.1016/j.ifacol.2016.07.157
- On 3D simulators for multi-robot systems in ROS: MORSE or Gazebo? / F.M. Noori, D. Portugal, R. Rocha, M. Couceiro // 2017 IEEE International Symposium on Safety, Security and Rescue Robotics (SSRR). 2017. P. 19-24. DOI: 10.1109/SSRR.2017.8088134
