Topology Design of Robot Mechanisms

ویرایش: 1 
نویسندگان: Ting-Li Yang, Anxin Liu, Huiping Shen, LuBin Hang, Yufeng Luo, Qiong Jin (auth.)  
سری:  
ISBN (شابک) : 9789811055317, 9789811055324 
ناشر: Springer Singapore 
سال نشر: 2018 
تعداد صفحات: 249 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 8 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 52,000



این کتاب بر نظریه توپولوژی مکانیسم‌های توسعه‌یافته توسط نویسندگان تمرکز دارد و یک روش سیستماتیک برای طراحی توپولوژی مکانیسم‌های ربات ارائه می‌دهد.

مشارکت‌های نظری اصلی اصلی این کتاب عبارتند از:< /p>

A. سه مفهوم اساسی

· «نوع محدودیت هندسی محورها» به عنوان سومین عنصر ساختار توپولوژیکی یک مکانیسم معرفی شده است. هنگامی که با دو عنصر دیگر، جفت سینماتیک و اتصال پیوندها ترکیب می شود، بیان نمادین ساختار توپولوژیکی مستقل از موقعیت های حرکت (به جز موقعیت های تکینگی) و سیستم مختصات ثابت (فصل 2) است. /p>

· مجموعه مشخصه موقعیت و جهت (POC) برای توصیف POC حرکت نسبی بین هر دو پیوند استفاده می شود. مجموعه POC، مشتق شده از مجموعه بردار واحد سرعت یک پیوند، تنها به ساختار توپولوژیکی یک مکانیسم بستگی دارد. بنابراین، از موقعیت‌های حرکت و سیستم مختصات ثابت نیز مستقل است (فصل 3).

· واحد زنجیره باز واحد (SOC) واحد پایه ساختار توپولوژیکی است که برای توسعه چهار پایه استفاده می‌شود. معادلات توپولوژی مکانیسم (فصل 2، 4-6).

B. اصل ترکیب مکانیسم بر اساس واحدهای SOC

این کتاب یک اصل ترکیب مکانیزم را بر اساس واحدهای SOC پیشنهاد می‌کند تا یک نظریه سیستماتیک برای مدل‌سازی یکپارچه توپولوژی، سینماتیک و دینامیک مکانیسم‌های مبتنی بر پایه ایجاد کند. در واحدهای SOC (فصل 7).

C. چهار معادله اساسی

• معادله POC مکانیسم های سریال با 10 قانون عملیات نمادین (فصل 4).

• معادله POC مکانیسم های موازی با 14 قانون عملیات نمادین (فصل 5) .

• فرمول کلی DOF برای مکانیسم های فضایی (فصل 6).

• فرمول درجه جفت برای زنجیره سینماتیک Assur (فصل 7).

D. یک روش سیستماتیک برای طراحی توپولوژی مکانیزم های ربات (فصل 8-10)

بر اساس سه مفهوم اساسی و چهار معادله اساسی که در بالا به آنها اشاره شد، این کتاب یک روش سیستماتیک برای طراحی توپولوژی مکانیزم های موازی ارائه می دهد که با تمام روش های موجود تفاوت اساسی دارد. ویژگی های اصلی آن به شرح زیر است:

• فرآیند طراحی شامل دو مرحله است: مرحله اول سنتز سازه است که انواع ساختارهای بسیاری را مشتق می کند. دوم شامل تجزیه و تحلیل عملکرد، طبقه بندی و بهینه سازی انواع سازه های به دست آمده از مرحله اول است.

• عملیات طراحی مستقل از موقعیت های حرکت و سیستم مختصات ثابت است. بنابراین، روش پیشنهادی اساساً یک روش هندسی است که چرخه کامل DOF و کلیت شرایط هندسی وجود مکانیسم را تضمین می‌کند. فرمول یا دستورالعمل های معیارهای طراحی، که عملیات را ساده، امکان پذیر و قابل تکرار می کند. علاوه بر این، طراحی توپولوژی PMs SCARA برای نشان دادن روش پیشنهادی به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفته است (فصل 10).

< p>

This book focuses on the topology theory of mechanisms developed by the authors and provides a systematic method for the topology design of robot mechanisms.

The main original theoretical contributions of this book include:

A. Three basic concepts

· The “geometrical constraint type of axes” is introduced as the third element of the topological structure of a mechanism. When it is combined with the other two elements, the kinematic pair and the connection of links, the symbolic expression of the topological structure is independent of the motion positions (except for the singularity positions) and the fixed coordinate system (Chapter 2).

· The position and orientation characteristic (POC) set is used to describe the POC of the relative motion between any two links. The POC set, derived from the unit vector set of the velocity of a link, is only depend on the topological structure of a mechanism. Therefore, it is also independent of the motion positions and the fixed coordinate system (Chapter 3).

· The single open chain (SOC) unit is the base unit of the topological structure used to develop the four basic equations of the mechanism topology (Chapters 2, 4–6).

B. The mechanism composition principle based on the SOC units

This book proposes a mechanism composition principle, based on the SOC units, to establish a systematic theory for the unified modeling of the topology, kinematics, and dynamics of mechanisms based on the SOC units (Chapter 7).

C. Four basic equations

• The POC equation of serial mechanisms with 10 symbolic operation rules (Chapter 4).

• The POC equation of parallel mechanisms with 14 symbolic operation rules (Chapter 5).

• The general DOF formula for spatial mechanisms (Chapter 6).

• The coupling degree formula for the Assur kinematic chain (Chapter 7).

D. One systematic method for the topology design of robot mechanisms (Chapters 8–10)

Based on the three basic concepts and the four basic equations addressed above, this book puts forward a systematic method for the topology design of parallel mechanisms, which is fundamentally different from all existing methods. Its main characteristics are as follows:

• The design process includes two stages: the first is structure synthesis, which derives many structure types; the second involves the performance analysis, classification and optimization of structure types derived from the first stage.

• The design operation is independent of the motion positions and the fixed coordinate system. Therefore, the proposed method is essentially a geometrical method, which ensures the full-cycle DOF and the generality of geometric conditions of mechanism existence.

• Each individual design step follows an explicit formula or the guidelines for design criteria, making the operation simple, feasible and reproducible. In addition, the topology design of the SCARA PMs is studied in detail to demonstrate the proposed method (Chapter 10).

Front Matter ....Pages i-xix
 Introduction  (Ting-Li Yang, Anxin Liu, Huiping Shen, Lubin Hang, Yufeng Luo, Qiong Jin)....Pages 1-13
 Topological Structure of Mechanisms and Its Symbolic Representation  (Ting-Li Yang, Anxin Liu, Huiping Shen, Lubin Hang, Yufeng Luo, Qiong Jin)....Pages 15-25
 Position and Orientation Characteristics Set  (Ting-Li Yang, Anxin Liu, Huiping Shen, Lubin Hang, Yufeng Luo, Qiong Jin)....Pages 27-41
 Position and Orientation Characteristics Equation for Serial Mechanisms  (Ting-Li Yang, Anxin Liu, Huiping Shen, Lubin Hang, Yufeng Luo, Qiong Jin)....Pages 43-66
 Position and Orientation Characteristics Equation for Parallel Mechanisms  (Ting-Li Yang, Anxin Liu, Huiping Shen, Lubin Hang, Yufeng Luo, Qiong Jin)....Pages 67-94
 General Formula of Degrees of Freedom for Spatial Mechanisms  (Ting-Li Yang, Anxin Liu, Huiping Shen, Lubin Hang, Yufeng Luo, Qiong Jin)....Pages 95-122
 Mechanism Composition Principle Based on Single-Open-Chain Unit  (Ting-Li Yang, Anxin Liu, Huiping Shen, Lubin Hang, Yufeng Luo, Qiong Jin)....Pages 123-155
 General Method for Structure Synthesis of Serial Mechanisms  (Ting-Li Yang, Anxin Liu, Huiping Shen, Lubin Hang, Yufeng Luo, Qiong Jin)....Pages 157-175
 General Method for Topology Design of Parallel Mechanisms  (Ting-Li Yang, Anxin Liu, Huiping Shen, Lubin Hang, Yufeng Luo, Qiong Jin)....Pages 177-206
 Topology Design of (3T-1R) Parallel Mechanisms  (Ting-Li Yang, Anxin Liu, Huiping Shen, Lubin Hang, Yufeng Luo, Qiong Jin)....Pages 207-236