Обґрунтування параметрів та орієнтації струминного захоплювача маніпулятора для автоматизації вантажно-розвантажувальних операцій

Abstract

Дисертація присвячена моделюванню та оптимізації орієнтації струминних захоплювальних пристроїв в процесі виконання маніпулятором вантажно- розвантажувальних операцій. Розроблено математичні моделі динамічної взаємодії струминного захоплювального пристрою з вантажем при його транспортуванні по прямолінійній або гвинтовій траєкторії. Визначено оптимальну орієнтацію захоплювального пристрою, що забезпечить йому мінімальне енергоспоживання. Досліджено вплив масо-габаритних параметрів вантажу та параметрів руху на силові характеристики струминного захоплювача. Досліджено енергоефективність процесу транспортування вантажу з використанням струминних захоплювальних пристроїв для різних схем вантажно-розвантажувальної операції. Запропоновано конструктивні схеми пневматичних захоплювальних пристроїв утримуючого та підтримуючого типів, які забезпечують підвищену вантажопідіймальність та стабільність утримування вантажу.

The dissertation is devoted to the modeling of dynamic interaction of gripping devices and cargo during transportation. The mathematical model of the dynamic interaction of the Bernoulli gripping device with the cargo during its transportation along the linear and arc trajectory was developed, the optimal orientation was determined, which provide the minimum energy consumption of the gripping device during transportation. The influence of mass-dimensional parameters of the cargo and parameters of motion on the minimum necessary force of attraction during transportation was investigated. The energy efficiency of the manipulating cargo process with the use of Bernoulli gripping devices was investigated. The method of optimizing the orientation of Bernoulli gripping devices in the process of manipulation is proposed, which minimizes the energy costs of cargo holding. The energy efficiency of the manipulating cargo process with the use of Bernoulli gripping devices is investigated. For a straight-line trajectory, using the orientation modeling method will reduce energy costs by 15-52% depending on the capture method, and for the arc trajectory 41%. The dependence of the displacement of the center of mass and mass of the cargo on the minimum lifting force of Bernoulli grippers was obtained. Experimental investigations of the transportation process with the use of previously developed methods for optimization of the orientation of the gripping device were carried out. Statistical analysis showed that the determination coefficient between theoretical and experimental data, with variations in the values of acceleration and speed, is 0.95, the relative error of 4.65%. The design schemes of the pneumatic gripping devices of the holding and supporting types were improved, which would provide increased handling carrying capacity and reliability of the cargo holding.