RU2572382C2 - Mechatronic-modular robot and method for multi-alternative optimisation of structural synthesis automation models for creation thereof - Google Patents
Mechatronic-modular robot and method for multi-alternative optimisation of structural synthesis automation models for creation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572382C2 RU2572382C2 RU2013105812/08A RU2013105812A RU2572382C2 RU 2572382 C2 RU2572382 C2 RU 2572382C2 RU 2013105812/08 A RU2013105812/08 A RU 2013105812/08A RU 2013105812 A RU2013105812 A RU 2013105812A RU 2572382 C2 RU2572382 C2 RU 2572382C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mechatronic
- modules
- robot
- modular
- module
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к робототехнике, и может быть использовано при создании мехатронно-модульных роботов.The invention relates to mechanical engineering, namely to robotics, and can be used to create mechatronic-modular robots.
Одним из важнейших и перспективных направлений развития современной робототехники связано с разработкой нового класса устройств - многозвенных мехатронно-модульных роботов с адаптивной структурой. Структурный синтез при проектировании реконфигурируемых мехатронно-модульных роботов рассматривается как одновременное, автоматизированное решение двух задач выбора: порядка блочно-модульной сборки и варианта настройки априорно периодического закона изменения обобщенных координат (y, z), определяющего алгоритм управления движением.One of the most important and promising areas of development of modern robotics is associated with the development of a new class of devices - multi-link mechatronic-modular robots with an adaptive structure. Structural synthesis in the design of reconfigurable mechatronic-modular robots is considered as a simultaneous, automated solution of two selection problems: the order of the block-modular assembly and the configuration option of the a priori periodic law of variation of the generalized coordinates (y, z), which determines the motion control algorithm.
Известен способ многоальтернативной оптимизации моделей автоматизации структурного синтеза мехатронно-модульных роботов, заключающийся в проведении синтеза структуры многоинвариантной модели мехатронно-модульных роботов, и последующей фиксации полученных оптимальных решений (И.М. Макаров, В.М. Лохин, С.В. Манько, М.П. Романов, М.В. Кадочников. ИТ, ″Технологии обработки знаний в задачах управления автономными мехатронно-модульными реконфигурируемыми роботами″ приложение к ″Информационные технологии″ №8, М., ″Новые технологии″, 2010, стр.3-7, рис.14-прототип).There is a method for multi-alternative optimization of automation models for structural synthesis of mechatronic-modular robots, which consists in synthesizing the structure of a multi-invariant model of mechatronic-modular robots, and subsequent fixation of the obtained optimal solutions (I.M. Makarov, V.M. Lokhin, S.V. Manko, M.P. Romanov, M.V. p. 3-7, Fig. 14 prototype).
Указанный способ многоальтернативной оптимизации моделей автоматизации структурного синтеза мехатронно-модульных роботов заключается в создании конкретных модулей и запоминании конкретных положений отдельных модулей для решения целевых задач.The indicated method of multi-alternative optimization of models of automation of structural synthesis of mechatronic-modular robots is to create specific modules and memorize the specific positions of individual modules to solve targets.
Недостатками данного способа является его значительная сложность, низкая эффективность ориентации в окружающей среде реконфигурируемых мехатронных устройств, преимущественно мехатронно-модульных роботов.The disadvantages of this method is its significant complexity, low orientation efficiency in the environment of reconfigurable mechatronic devices, mainly mechatronic-modular robots.
Задачей предложенного технического решения является устранение указанных недостатков и создание мехатронно-модульного робота и способа многоальтернативной оптимизации моделей автоматизации структурного синтеза мехатронно-модульных роботов для его создания, применение которых позволит ускорить процесс синтеза, а также повысит эффективность ориентации в окружающей среде и надежность работы создаваемых мехатронных устройств, преимущественно мехатронно-модульных роботов.The objective of the proposed technical solution is to eliminate these shortcomings and create a mechatronic-modular robot and a method for multi-alternative optimization of automation models for structural synthesis of mechatronic-modular robots to create them, the use of which will speed up the synthesis process, as well as increase the orientation efficiency in the environment and the reliability of the created mechatronic devices, mainly mechatronic-modular robots.
Решение поставленной задачи достигается тем, что предложенный мехатронно-модульный робот, согласно изобретению, состоит, как минимум, из двух совокупностей сопряженных между собой тождественных модулей, предпочтительно трех и более, при этом каждая совокупность состоит, как минимум, из двух сопряженных между собой модулей, предпочтительнодвух и более, первичного и вновь с ним сопрягаемого/ых вторичного/ых, имеющих интерфейсные площадки для стыковки, при этом один из двух сопрягаемых между собой модулей, преимущественно первичный, является управляющим по отношению к другому/им, вторичному/ым, с ним стыкуемому/им, причем указанная иерархия в структуре совокупностей мехатронно-модульного робота соблюдается при последующем сопряжении совокупностей до формирования окончательной структуры мехатронно-модульного робота, при этом в каждой совокупности стыкуемые с управляющим модулем вторичные модули имеют возможность к самостоятельному осуществлению алгоритма сборки и синтеза структуры робота на более низком уровне, чем упомянутый управляющий модуль, причем количество модулей, объединяемых в упомянутый робот, определено из соотношения: n=1,N, где n - количество модулей, объединяемых в один робот, определено из соотношения n=1+x1+2x2+4x3+8x4, где: x1,x4=1,0 - количество интерфейсных площадок на модуле, N≤16 - предельное количество модулей, которые могут быть объединены в один робот, при этом сопряжение каждого нового модуля с ранее собранным/и осуществлено вдоль выбранного направления и обеспечено стыковкой его первой интерфейсной площадки с одной из свободных на любых других элементах конструкции, занимающих ближайшее крайнее положение в том или ином ряду, причем интерфейсные площадки каждого модуля выполнены с возможностью стыковки с аналогичными площадками, по крайней мере, в четырех диаметрально противоположных направлениях, при этом альтернативные переменные для алгоритмов управления синтезированной мехатронно-модульной конструкцией для описания параметров периодического закона движения выбраны из следующего соотношения:The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed mechatronic-modular robot, according to the invention, consists of at least two sets of interconnected identical modules, preferably three or more, each set consisting of at least two conjugated modules , preferably two or more, primary and again mating secondary (s) having interface pads for docking, while one of the two mating modules, mainly primary, is the manager in relation to another / him, secondary / s, mating with him / her, and the specified hierarchy in the structure of the mechatronic-modular robot assemblies is observed during subsequent pairing of the aggregates until the final structure of the mechatronic-modular robot is formed, while in each aggregate The secondary modules have the ability to independently implement the algorithm for assembling and synthesizing the structure of the robot at a lower level than the control module, and the number of meters moduli united to said robot is determined from the relation: n = 1, N, where n - the number of units, combined into one robot, is determined from the relation n = 1 + x 1 + 2x 2 + 4x 3 + 8x 4, wherein: x 1 , x 4 = 1.0 - the number of interface pads on the module, N≤16 - the maximum number of modules that can be combined into one robot, while each new module is paired with the previously assembled / and is carried out along the selected direction and provided with its docking the first interface platform with one of the free on any other structural elements occupying the nearest the extreme extreme position in one row or another, the interface pads of each module being able to dock with similar pads in at least four diametrically opposite directions, with alternative variables for controlling the synthesized mechatronic-modular design for describing the parameters of the periodic law of motion selected from the following ratio:
Angle=А+В sin(ωt+φ),Angle = A + B sin (ωt + φ),
где А - значение обобщенной координаты, относительно которой происходит периодическое движение; B - амплитуда периодического колебания обобщенной координаты, причем суммарная величина
В варианте исполнения для оптимизационного структурного синтеза выбраны значения альтернативных переменных
при ограничениях n=1, Nunder the restrictions n = 1, N
где уmах у, zmax - максимально допустимые отклонения обобщенной координаты модуля относительно ее нулевого значения.where y max y, z max - the maximum allowable deviation of the generalized coordinates of the module relative to its zero value.
Для создания указанного мехатронно-модульного робота предложен способ, при использовании которого, согласно изобретению, при проведении синтеза структуры многоинвариантной модели мехатронно-модульных роботов, состоящих, как минимум, из двух совокупностей сопряженных между собой тождественных модулей, предпочтительно трех и более, при этом каждая совокупность состоит, как минимум, из двух сопряженных между собой модулей, предпочтительно двух и более, первичного и вновь с ним сопрягаемого/ых вторичного/ых, имеющих интерфейсные площадки для стыковки, при этом один из двух сопрягаемых между собой модулей, преимущественно, первичный, выполняют управляющим по отношению к другому/им, вторичному/ым, с ним стыкуемому/им, причем указанную иерархия в структуре совокупностей мехатронно-модульного робота соблюдают при последующем сопряжении совокупностей до формирования окончательной структуры мехатронно-модульного робота, при этом в каждой совокупности стыкуемые с управляющим модулем вторичные модули имеют возможность к самостоятельному осуществлению алгоритма сборки и синтеза структуры робота на более низком уровне, чем упомянутый управляющий модуль, и последующем фиксировании полученных оптимальных решений, рассматривают множество проектных элементов и вводят соответствующие альтернативные переменные путем представления дискретных чисел, соответствующих этим элементам, в двоичном исчислении, после чего обозначают количество модулей, объединяемых в один робот, преимущественно, без четко выраженной структуры, и обеспечивают сопряжение каждого нового модуля с ранее собранными вдоль выбранного направления и стыковку его первой интерфейсной площадки с одной из свободных на любых других элементах конструкции, занимающих ближайшее крайнее положение в том или ином ряду, причем интерфейсные площадки каждого модуля выполняют с возможностью стыковки с аналогичными площадками, по крайней мере, в четырех диаметрально противоположных направлениях, после чего вводят альтернативные переменные для описания параметров периодического закона движения следующим образом:To create the specified mechatronic-modular robot, a method is proposed, using which, according to the invention, when synthesizing the structure of a multi-invariant model of mechatronic-modular robots, consisting of at least two sets of interconnected identical modules, preferably three or more, each the combination consists of at least two interconnected modules, preferably two or more, primary and again interfaced with them / s secondary / s having interface pads for joining, while one of the two modules interconnected, mainly primary, is executed by the manager in relation to the other / them, secondary / connected to him / her, and the specified hierarchy in the structure of the mechatronic-modular robot assemblies is observed during subsequent pairing aggregates to the formation of the final structure of the mechatronic-modular robot, while in each aggregate secondary modules that are connected to the control module have the ability to independently implement the assembly algorithm and the structure of the robot at a lower level than the mentioned control module, and then fixing the resulting optimal solutions, consider the set of design elements and introduce the corresponding alternative variables by representing the discrete numbers corresponding to these elements in binary terms, and then indicate the number of modules combined in one robot, mainly without a clearly defined structure, and ensure the pairing of each new module with previously assembled along the selected direction occurrence and docking of its first interface pad with one of the free on any other structural elements occupying the closest extreme position in one or another row, moreover, the interface pad of each module is capable of docking with similar sites in at least four diametrically opposite directions, after which alternative variables are introduced to describe the parameters of the periodic law of motion as follows:
Angle=А+В sin(ωt+φ),Angle = A + B sin (ωt + φ),
где А - значение обобщенной координаты, относительно которой происходит периодическое движение; В - амплитуда периодического колебания обобщенной координаты; причем суммарная величина
при ограничениях n=1, Nunder the restrictions n = 1, N
где ymax, zmax - максимально допустимые отклонения обобщенной координаты модуля относительно ее нулевого значения, причем для нахождения максимального значения функции ƒ, используют рандомизированной алгоритм многоальтернативной оптимизации, который дополняют еще одним уровнем в рамках управляемого роя частиц.where y max , z max are the maximum permissible deviations of the generalized coordinate of the module relative to its zero value, and to find the maximum value of the function ƒ, a randomized algorithm of multi-alternative optimization is used, which is supplemented by another level within the framework of a controlled swarm of particles.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показаны отдельные мехатронно-модульные роботы со свободными интерфейсными площадками, на фиг.2 - мехатронно-модульный робот, состоящий из нескольких модулей, соединенных между собой по свободным интерфейсным площадкам и образующий фигуру в виде многоугольника, на фиг.3 - мехатронно-модульный робот, состоящий из нескольких модулей, соединенных между собой по свободным интерфейсным площадкам и образующий фигуру в виде квадрата, на фиг.4 - мехатронно-модульный робот, состоящий из нескольких модулей, соединенных между собой по свободным интерфейсным площадкам и образующий фигуру в виде прямоугольника.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows separate mechatronic-modular robots with free interface pads, Fig. 2 - a mechatronic-modular robot, consisting of several modules interconnected by free interface pads and forming a polygon-shaped figure, figure 3 - mechatronic-modular robot, consisting of several modules interconnected by free interface pads and forming a figure in the form of a square, figure 4 - mechatronic-modular robot, consisting of not how many modules are interconnected by free interface pads and forming a figure in the form of a rectangle.
Мехатронно-модульный робот 1 состоит, как минимум, из двух совокупностей 2 и 3 сопряженных между собой модулей 4, 5 и 6.The mechatronic-modular robot 1 consists of at least two
Один из двух сопрягаемых между собой модулей, преимущественно, первичный 4, выполнен управляющим по отношению к другому, вторичному 5, с ним стыкуемому, причем указанная иерархия в структуре совокупностей мехатронно-модульного робота соблюдается при последующем сопряжении совокупностей до формирования окончательной структуры мехатронно-модульного робота. В каждой совокупности стыкуемые с управляющим модулем 4 вторичные модули 5 имеют возможность к самостоятельному осуществлению алгоритма сборки и синтеза структуры робота на более низком уровне, чем упомянутый управляющий модуль 4. В свою очередь, модуль 5, являющийся вторичным и управляемым по отношению к модулю 4, является первичным и управляющим по отношению к модулю 6. Указанная иерархия в структуре совокупностей мехатронно-модульного робота соблюдается при последующем сопряжении совокупностей 2 и 3 до формирования окончательной структуры мехатронно-модульного робота.One of the two modules interconnected, mainly primary 4, is made by the manager relative to the other, secondary 5, which is mated with it, and the hierarchy in the structure of the mechatronic-modular robot assemblies is observed during the subsequent pairing of the assemblies until the final structure of the mechatronic-modular robot is formed . In each set,
Сопряжение каждого нового модуля с ранее собранным/и осуществлено вдоль выбранного направления и обеспечено стыковкой его первой свободной интерфейсной площадки 7 с одной из свободных аналогичных площадок 7 на любых других элементах конструкции, занимающих ближайшее крайнее положение в том или ином ряду. Несвободная интерфейсная площадка 8 образована за счет стыковки между собой двух свободных интерфейсных площадок 7.The pairing of each new module with the previously assembled / and is carried out along the selected direction and is ensured by the docking of its first
Предложенный мехатронно-модульный робот функционирует следующим образом.The proposed mechatronic-modular robot operates as follows.
Выбирается первичный управляющий модуль 4 со свободной интерфейсной площадкой 7 и стыкуется с любым произвольно выбранным модулем 5 с аналогичной свободной интерфейсной площадкой 7. При стыковке между собой двух свободных интерфейсных площадок 7 образуется несвободная интерфейсная площадка 8. Дальнейшее присоединение свободных модулей 6 к образованному модулю, состоящему из двух соединенных между собой модулей 4 и 5, происходит вдоль выбранного направления с образованием требуемой конечной структуры мехатронно-модульного робота.The
Совокупность 2 или 3 образована модулями 4,5 и 6, состыкованными в заданном порядке между собой.A set of 2 or 3 is formed by
Предложенный способ по созданию мехатронно-модульного робота может быть реализован следующим образом.The proposed method for creating a mechatronic-modular robot can be implemented as follows.
Рассматривают множество проектных элементов и вводят соответствующие альтернативные переменные путем представления дискретных чисел, соответствующих этим элементам, в двоичном исчислении.Consider a variety of design elements and introduce the corresponding alternative variables by representing the discrete numbers corresponding to these elements in binary terms.
Обозначают количество модулей, объединяемых в один мехатронно-модульный робот 1, без четко выраженной структуры,
При блочно-модульной сборке робота 1 полагают, что сопряжение каждого нового модуля с ранее собранными осуществляется вдоль выбранного направления и обеспечивается стыковкой его первой свободной интерфейсной площадки 7 с одной из свободных аналогичных интерфейсных площадок 7 на любых других модулях 4,5 и 6, как элементах конструкции, занимающих ближайшее крайнее положение в том или ином ряду.During the block-modular assembly of the robot 1, it is believed that the pairing of each new module with the previously assembled is carried out along the selected direction and is ensured by the docking of its first
Выделяют этот алгоритм преимущественно как Асб. Описание порядка сборки приводят к указанию направления и места крепления очередного элемента с использованием алгоритма Асб.Allocate this algorithm mainly as Asb. A description of the assembly order leads to an indication of the direction and mounting location of the next element using the Asb algorithm.
В направлении для стыковки n-го модуля ncm принимают четыре значения ncm=1 - север, ncm=2 - восток, ncm=3 - юг, ncm=4 - запад и представляют через альтернативные переменные:In the direction for joining the nth module n cm , four values are taken: n cm = 1 - north, n cm = 2 - east, n cm = 3 - south, n cm = 4 - west and are represented through alternative variables:
Номер площадки, выбираемой для стыковки n-го модуля в двоичном исчислении, записывают в следующем виде:The number of the site selected for joining the nth module in binary terms is written as follows:
где n=
Альтернативные переменные для описания параметров периодического закона вводят следующим образом:Alternative variables for describing the parameters of the periodic law are introduced as follows:
Angle=А+В sin(ωt+φ),Angle = A + B sin (ωt + φ),
где А - значение обобщенной координаты, относительно которой происходит периодическое движение;where A is the value of the generalized coordinate with respect to which periodic motion occurs;
В - амплитуда периодического колебания обобщенной координаты; суммарная величина
φ - смещение фазы периодического движения.φ is the phase shift of the periodic motion.
Настройкой параметров этого закона определяют алгоритмы управления, синтезируемой мехатронно-модульной конструкции. Указанные параметры характеризуются дискретными значениями, имеющими соответствующие численные номера в пределах N≤16.By setting the parameters of this law, control algorithms for the synthesized mechatronic-modular design are determined. These parameters are characterized by discrete values having corresponding numerical numbers within N≤16.
Затем для оптимизационного структурного синтеза выбирают значения альтернативных переменных
при ограничениях n=1, Nunder the restrictions n = 1, N
где ymax, zmax - максимально допустимые отклонения обобщенной координаты модуля относительно ее нулевого значения.where y max , z max are the maximum permissible deviations of the generalized coordinate of the module relative to its zero value.
Для нахождения максимального значения функции f используют рандомизированный алгоритм многоальтернативной оптимизации, который дополняют еще одним уровнем в рамках управляемого роя частиц.To find the maximum value of the function f, a randomized algorithm of multi-alternative optimization is used, which is supplemented by another level within the framework of a controlled swarm of particles.
Для синхронизации процедуры метода роя частиц и вариационной процедуры многоальтернативной оптимизации на каждом шаге управляют выбором частицы для обновления скорости изменения координат, которую осуществляют с использованием рандомизированной схемы. С этой целью вводят случайную дискретную величину m, которая принимает значение m=1, М с вероятностью pn. На первом шаге получаютTo synchronize the procedures of the particle swarm method and the variational multi-alternative optimization procedure, the choice of particles for updating the coordinate change rate, which is carried out using a randomized scheme, is controlled at each step. For this purpose, a random discrete quantity m is introduced, which takes the value m = 1, M with probability pn. The first step is to get
Далее изменение значений
а значение вероятностей pn:and the probability value p n :
При этом величина ε>0 определяет степень рекордности движения ν-й частицы в направлении к экстремуму оптимизируемой функции.Moreover, the quantity ε> 0 determines the degree of record-breaking motion of the νth particle in the direction toward the extremum of the optimized function.
Использование предложенного технического решения позволит проводить синтез структуры многоинвариантной модели мехатронно-модульных роботов с последующим фиксированием полученных оптимальных решений с последующем повышением количества возможных итераций мехатронно-модульного робота при значительном сокращении времени синтеза.Using the proposed technical solution will make it possible to synthesize the structure of a multi-invariant model of mechatronic-modular robots with subsequent fixing of the obtained optimal solutions with a subsequent increase in the number of possible iterations of the mechatronic-modular robot with a significant reduction in the synthesis time.
Claims (3)
где А - значение обобщенной координаты, относительно которой происходит периодическое движение; В - амплитуда периодического колебания обобщенной координаты, причем суммарная величина |А|+|В| не превышает максимально допустимого отклонения обобщенной координаты модуля;φ - смещение фазы периодического движения.1. Mechatronic-modular robot, characterized in that it consists of at least two sets of conjugate identical modules, each set consisting of at least two conjugated modules, preferably two or more, primary and again with him interfaced / s secondary / s, having interface pads for docking, while one of the two modules interconnected, mainly primary, is controlling in relation to the other / them, secondary / s, docked / him, and the specified hierarchy in the structure of the mechatronic-modular robot aggregates is observed during subsequent pairing of the aggregates until the final structure of the mechatronic-modular robot is formed, while in each aggregate the secondary modules mating with the control module have the ability to independently implement the algorithm for assembling and synthesizing the robot structure at a lower level, than the said control module, and the number of modules combined into the said robot is determined from the relation: n = 1, N, where n is the number of GUSTs modules combined into one robot, is determined from the relation n = l + x 1 + 2x 2 + 4x 3 + 8x 4, where x 0, x 4 = l, 0 - number of interface pads on the module, N≤16 - limiting the amount of modules that can be combined into one robot, while each new module is paired with the previously assembled / and is carried out along the selected direction and is provided by docking its first interface area with one of the free on any other structural elements occupying the closest extreme position in one or another row, and the interface pads of each mod To configured to mate with similar pads of at least four diametrically opposite directions, wherein the alternative variables for the control algorithms synthesized mechatronic modular structure for describing periodic law of motion parameters are selected from the following relation:
where A is the value of the generalized coordinate with respect to which periodic motion occurs; B is the amplitude of the periodic oscillations of the generalized coordinate, and the total value | A | + | B | does not exceed the maximum permissible deviation of the generalized coordinate of the module; φ is the phase shift of the periodic motion.
при ограничениях n=1,N
где ymax, zmax - максимально допустимые отклонения обобщенной координаты модуля относительно ее нулевого значения.2. The mechatronic-modular robot according to claim 1, characterized in that for the optimization of structural synthesis use the function f of a randomized algorithm of multi-alternative optimization with the choice of values of alternative variables providing the maximum value of the function
under the restrictions n = 1, N
where y max , z max are the maximum permissible deviations of the generalized coordinate of the module relative to its zero value.
где А - значение обобщенной координаты, относительно которой происходит периодическое движение; В - амплитуда периодического колебания обобщенной координаты; причем суммарная величина |А|+|B| не превышает максимально допустимого отклонения обобщенной координаты модуля;φ - смещение фазы периодического движения; при этом настройкой параметров этого закона определяют алгоритмы управления, синтезируемой мехатронно-модульной конструкции, причем для оптимизационного структурного синтеза выбирают значения альтернативных переменных обеспечивающих максимальное значение функции:
при ограничениях n=1,N
где ymax, zmax - максимально допустимые отклонения обобщенной координаты модуля относительно ее нулевого значения, причем для нахождения максимального значения функции f используют рандомизированной алгоритм многоальтернативной оптимизации, который дополняют еще одним уровнем в рамках управляемого роя частиц. 3. The method of creating a mechatronic-modular robot according to claim 1, characterized in that when synthesizing the structure of a multi-invariant model of mechatronic-modular robots consisting of at least two sets of identical modules conjugated to each other, each set consists of at least , of two conjugated modules, the primary and again mating secondary (s) having interface pads for docking, while one of the two mating modules, mainly primary, is they are controlled by the manager in relation to another / him, secondary / s, docked with him / her, and the specified hierarchy in the structure of the mechatronic-modular robot assemblies is respected during the subsequent conjugation of the aggregates until the final structure of the mechatronic-modular robot is formed, while in each aggregate secondary modules have the ability to independently implement the algorithm for assembling and synthesizing the structure of the robot at a lower level than the control module, and then fix To obtain the optimal solutions obtained, consider a lot of design elements and introduce the corresponding alternative variables by representing binary numbers corresponding to these elements in binary terms, after which they indicate the number of modules combined into one robot, mainly without a clearly defined structure, and ensure the coupling of each new module with previously assembled along the selected direction and docking its first interface pad with one of the free on any other elements instructions occupying the closest extreme position in one or another row, and the interface pads of each module are capable of docking with similar pads in at least four diametrically opposite directions, after which alternative variables are introduced to describe the parameters of the periodic law of motion as follows:
where A is the value of the generalized coordinate with respect to which periodic motion occurs; B is the amplitude of the periodic oscillations of the generalized coordinate; and the total value | A | + | B | does not exceed the maximum permissible deviation of the generalized coordinate of the module; φ is the phase shift of the periodic motion; at the same time, by setting the parameters of this law, control algorithms for the synthesized mechatronic-modular design are determined, and for the optimization structural synthesis, the values of alternative variables are chosen providing the maximum value of the function:
under the restrictions n = 1, N
where y max , z max are the maximum permissible deviations of the generalized coordinate of the module relative to its zero value, and to find the maximum value of the function f, a randomized algorithm of multi-alternative optimization is used, which is supplemented by another level within the framework of a controlled swarm of particles.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013105812/08A RU2572382C2 (en) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Mechatronic-modular robot and method for multi-alternative optimisation of structural synthesis automation models for creation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013105812/08A RU2572382C2 (en) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Mechatronic-modular robot and method for multi-alternative optimisation of structural synthesis automation models for creation thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013105812A RU2013105812A (en) | 2014-08-20 |
RU2572382C2 true RU2572382C2 (en) | 2016-01-10 |
Family
ID=51384160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013105812/08A RU2572382C2 (en) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Mechatronic-modular robot and method for multi-alternative optimisation of structural synthesis automation models for creation thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2572382C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2707683C1 (en) * | 2018-07-26 | 2019-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Smart modular reconfigurable robot control device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1158344A1 (en) * | 1983-02-28 | 1985-05-30 | Предприятие П/Я Ю-9192 | Modular-design industrial robot |
SU1548032A1 (en) * | 1987-05-13 | 1990-03-07 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Станков И Инструментов | Industrial robot |
RU2313442C1 (en) * | 2005-09-05 | 2007-12-27 | Самсунг Гуангджу Электроникс Ко., Лтд. | Mobile robot system provided with several changeable working modules and method for controlling such system |
-
2013
- 2013-02-12 RU RU2013105812/08A patent/RU2572382C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1158344A1 (en) * | 1983-02-28 | 1985-05-30 | Предприятие П/Я Ю-9192 | Modular-design industrial robot |
SU1548032A1 (en) * | 1987-05-13 | 1990-03-07 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Станков И Инструментов | Industrial robot |
RU2313442C1 (en) * | 2005-09-05 | 2007-12-27 | Самсунг Гуангджу Электроникс Ко., Лтд. | Mobile robot system provided with several changeable working modules and method for controlling such system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2707683C1 (en) * | 2018-07-26 | 2019-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Smart modular reconfigurable robot control device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013105812A (en) | 2014-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11409263B2 (en) | Method for programming repeating motion of redundant robotic arm | |
CN102099598B (en) | Hypoid gear design method and hypoid gear | |
Ruiz Estrada | Multi-Dimensional coordinate spaces | |
CN106156425B (en) | A kind of Universal-purpose quick Kinematic Model method of modular mechanical arm | |
CN103970020A (en) | Mobile robot system and coordination control method of mobile robot system in hybrid interaction environment | |
RU2572382C2 (en) | Mechatronic-modular robot and method for multi-alternative optimisation of structural synthesis automation models for creation thereof | |
CN105972184A (en) | Design method for tooth profile equation of cycloidal gear based on instantaneous velocity center method | |
CN101515179A (en) | Multi- robot order switching method | |
CN102243679B (en) | Method for modeling straight-tooth non-conical gears | |
RU2560829C2 (en) | Mechatronic modular robot | |
Zhang et al. | Distributed coverage optimization for deployment of directional sensor networks | |
CN110348171B (en) | OpenFOAM-based numerical simulation model establishing method for three-dimensional sea wave and load interaction | |
RU2569579C2 (en) | Mechatronic-modular robot | |
RU2572383C2 (en) | Method for multi-alternative optimisation of structural synthesis automation models for creating mechatronic modular robots | |
RU2572374C2 (en) | Method for multialternative optimisation of structural synthesis automation models for creating mechatronic modular robots | |
RU2572381C2 (en) | Mechanotronic-modular robot | |
RU2560830C2 (en) | Mechatronic modular robot, and method of multialternative optimisation of models of structural synthesis automatisation of its creation | |
RU2560828C2 (en) | Mechatronic modular robot and method of multialternative optimisation of modules of structural synthesis automatisation of its creation | |
RU2493577C1 (en) | Method for multialternative optimisation of automation modules of structural synthesis of mechatronic modular robots | |
RU2556432C2 (en) | Method for multialternative optimisation of structural synthesis automation models for creating mechatronic modular robots | |
CN104949628A (en) | Method for reconstructing complex morphology of flexible platy structure based on two-dimensional orthogonal curvature | |
CN112051850B (en) | Robot tangent obstacle avoidance method based on inertial navigation and laser radar measurement | |
RU2514925C2 (en) | Mechanotronic modular robot | |
CN106647248A (en) | Method and apparatus for determining the inverse solution result of robots in series | |
Peng | Parametric instability investigation and stability based design for transmission systems containing face-gear drives |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160213 |