CC BY
149
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №1/2016 ISSN 2410-700Х_
2. Кривоногов Б.М. Повышение эффективности сжигания газа и охрана окружающей среды.- СПб.: Недра, 1996.-280с.
3. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. - СПб. : Недра, 1998. - 312 с.
4. Катин В.Д., Пайметов Н.Г. Способ сжигания топлива. Патент RU 2288404 F23C 99/00,опубл.27.11. 2006. Бюл. №33.
© В.Д. Катин, А.П. Богачев, В.С. Савочкин, 2016
УДК 621.865.8
Корляков Сергей Владимирович
к.т.н., доцент
Ижевский государственный технический университет имени М.Т.Калашникова, г. Ижевск, РФ E-mail: sergkor2005@rambler.ru Потапов Павел Олегович магистрант
Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет, г. Москва, РФ
E-mail: p_lion@mail.ru
ТЕСТИРОВАНИЕ МОДЕЛИ АДАПТИВНОГО АНТРОПОМОРФНОГО УСТРОЙСТВА ЗАХВАТА
Аннотация
Рассматриваются особенности моделирования антропоморфного захватного устройства, обеспечивающие его адаптацию к размерам и форме объекта. Приводится состав модели в среде Mathlab Simulink на уровне субблоков. Показаны результаты тестирования модели с точки зрения кинематики, определено оптимальное расположение контактных точек взаимодействия троса и фаланг для обеспечения требуемого порядка движения фаланг в процессе захвата.
Ключевые слова Захватное устройство, трос, модель, палец, фаланга, сила.
Назначением захватного устройства является обеспечение контакта с объектом захвата с обеспечением требуемых кинематических и динамических параметров, а также последующее удержание этого объекта. Важной характеристикой захватного устройства является его адаптивность, свойство приспособления к размерам и форме объекта. Адаптивность может обеспечиваться за счет системы управления, получающей сигналы от датчиков, или вследствие особенностей устройства захвата, обеспечивающего перераспределение усилий между его элементами. Рассматриваемое антропоморфное устройство относится ко второму типу, его функциональная модель представлена в [2].
Прототип захватного устройства (см. рисунок 1) имеет один привод, управляющий движением пяти пальцев с помощью системы тросов, проходящих внутри каждой фаланги всех пальцев и закрепленных на дальней фаланге [1]. Подвижные блоки, охваченные тросами, позволяют обеспечить адаптацию устройства к форме и размерам объекта за счет перераспределения усилий на двух уровнях - между пальцами и между фалангами.
Б
4
a) состав модели
b) распределение усилий между тросами
Рисунок 1 - Модель прототипа антропоморфного захватного устройства
В 3D модели захватного устройства действие троса на фаланги моделируется усилиями, приложенными в двух точках. Величины усилий зависят от направления участков троса, что в свою очередь связано с выбором координат контактных точек трос - фаланга. Трение в шарнирах, а также между тросом и фалангами в модели не учитывается. Расчетная 3D модель пальца, позволяющая определять силовое воздействие на фаланги, описана в [1]. Варьируя расположение контактных точек, можно изменять углы направления троса в этих точках и, соответственно, проекции сил, действующих на фаланги. За счет этого можно влиять на кинематику механизма, в частности, задавать очередность закрытия фаланг пальца.
Для исследования движения руки была построена модель в среде Mathlab Simulink [1], включающая субблоки фаланг и привязанная к world frame- абсолютной трехмерной системе координат. Субблоки содержат информацию о геометрических параметрах, типах кинематических пар и силовом воздействии на фаланги. Для моделей фаланг задаются следующие данные: сила натяжения троса, угол изменения направления троса, координаты точки for force 1 дальней фаланги для расчета углов изменения направления троса в дальней и средней фалангах. Такие углы зависят от угла поворота фаланги относительно предыдущей и расположения троса в фалангах. При моделировании каждой фаланги были учтены ограничения, накладываемые на ее движение другими фалангами, в частности, остановка вращательного движения в каждом шарнире при достижении нужного угла поворота фаланги. В компьютерной модели это осуществлено путём приложения момента hard stop к блоку Revolute Joint, необходимого для остановки вращательного движения фаланги.
Функциональность построенной модели была протестирована на примере поведения одного пальца. При проведении тестирования модели была поставлена задача по обеспечению определенного порядка движения фаланг (сначала дальняя, затем средняя и ближняя). Силовое воздействие на всю ладонь было принято равным 8 ньютонам, сила натяжения троса, действующая на палец, была равна 1 ньютону. В процессе тестирования модели изменялись координаты контактных точек трос-фаланга. После серии экспериментов по принципу проб и ошибок было найдено оптимальное расположение контактных точек, которое показано на рисунке 2.
Рисунок 2 - Оптимальное расположение контактных точек
На рисунке 3 показана последовательность замыкания фаланг для этого оптимального варианта. Видно, что средняя (обозначена цифрой 2) и ближняя фаланга (обозначена цифрой 3) начинают движение раньше остановки дальней фаланги (обозначена цифрой 1). После полной остановки дальняя фаланга полностью остановилась (0,052 с.), средняя и ближняя поворачиваются одновременно. На рисунке 4 изображён палец и силы, действующие на него со стороны троса, в момент времени 0,087 с.
Рисунок 3 - Последовательность замыкания фаланг
Рисунок 4 -Положение фаланг пальца в момент 0,087 с. после начала движения
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №1/2016 ISSN 2410-700Х_
Конструктивные параметры пальца, позволившие получить показанный результат, по нашему мнению являются наиболее подходящими для обеспечения лучшей адаптации к размерам и форме объекта.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что модель в среде Mathlab Simulink чувствительна к изменению положения контактных точек трос-фаланга и позволяет получить требуемую последовательность движения фаланг. На следующем этапе исследований модели и прототипа захватного устройства необходимо произвести оценку и измерение контактных сил, возникающих в процессе захвата. Список использованной литературы:
1. Карелина, М.Ю., Крылов, Э.Г., Потапов, П.О. Моделирование антропоморфного захватного устройства Federica Hand // Интеллектуальные системы в производстве. 2(26) - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2015. - С. 58 - 63.
2. Крылов, Э.Г., Потапов, П.О. Функциональная модель адаптивного антропоморфного захватного устройства // Детали машин и теория механизмов. Сборник статей международной конференции в рамках 73 научно-методической и научно-исследовательской конференции Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета, 2 - 7 февраля 2015 г. - Уфа, 2015. - С. 33 - 37.
© С В. Корляков, П.О. Потапов, 2016
УДК 623.618.5
Кошелев Дмитрий Александрович
преподаватель КВВАУЛ, г.Краснодар, РФ E-mail: kabalcool@rambler.ru
ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ
Аннотация
21 век - Век информационных технологии. В этом веке ведется активная работа по расширению такой области, как область искусственного разума.
Ключевые слова
Искусственный интеллект, мультиагенты, ройевой интеллект, информационные технологии, историческая
справка, авиация, эвристика, предикат, экспертные системы.
Искусственный разум — новая сфера науки. Первые плоды работы в этой сфере появились сразу после войны 1945г., свое название получила в 1956 году.
Специалисты в сфере искусственного разума предпринимают попытки понять почву интеллекта и создать мультиагентные системы. Сейчас направление искусственного разума захватывает ряд сфер в науке, основные задачи которых, восприятие и обучение, отождествление теорем математики, шахматные игры, написание поэзии и постановка диагноза заболеваний. В искусственном разуме происходят автоматически и усредняются интеллектуальные задачи и поэтому эта сфера затрагивает все области интеллектуальной инертности жизни на земле. В таком смысле искусственный интеллект является действительно всеохватывающей научной областью.
Искусственный разум условно делится на 4 категории:
1. Совокупность элементов, думающих как человек
2. Совокупность элементов, думающих последовательно
