Manipulator elastyczny

Manipulator elastyczny to taki manipulator robotyczny, w którym duże znaczenie odgrywa elastyczność.

Elastyczność dzieli się na dwa rodzaje:

1. elastyczność w ramionach – która występuje przy długich ramionach manipulatora wykonanych z lekkich metali (np. aluminium) oraz przy ciężkich ładunkach,
2. elastyczność w przegubach – która pojawia się przy stosowaniu przekładni oraz przy przekazywaniu energii z silników do ramion.

W pierwszym wypadku ramię dzieli się na kilka oddzielnych kawałków i stosuje dodatkowe zabiegi, aby obliczyć kinematykę. Jest to jednak bardzo skomplikowane zagadnienie i najczęściej o elastyczności mówi się w sensie elastyczności w przegubach.

Model manipulatora

Model matematyczny manipulatora elastycznego różni się od wcześniejszych modeli stosowanych w algorytmach sterowania.

$M_{1}(q_{1})q''_{1}+C_{1}(q_{1},q'_{1})q'_{1}+G_{1}(q_{1})+K(q_{1}-q_{2})=0,$

$Iq''_{2}+K(q_{2}-q_{1})=u,$

gdzie:

$M_{1}(q_{1})$ – macierz bezwładności manipulatora bez momentów bezwładności silników,

$I$ – macierz momentów bezwładności silników,

$K$ – sprężystość połączenia pomiędzy silnikiem a ramieniem.

Jeżeli $K$ jest bardzo duże, to $q_{1}\to q_{2}.$

Algorytmy sterowania

W przypadku manipulatorów elastycznych stosuje się następujące algorytmy:

• algorytm linearyzacji statycznej,
• algorytm całkowania wstecznego.

Bibliografia

• K. Tchoń, A. Mazur, I. Dulęba, R. Hossa, R. Muszyński, Manipulatory i roboty mobilne. Modele, planowanie ruchu, sterowanie, Warszawa 2000, ISBN 83-7101-427-9.