Оптимизация конструктивных характеристик роботов-гексаподов с использованием метода роя частиц и метода конечных элементов
Аннотация
Гексаподы, или шестиногие параллельные манипуляторы, находят применение во многих областях, требующих высокой точности и стабильности, таких как аэрокосмическая техника, медицинские приборы и роботизированные системы. Их производительность и надежность могут быть улучшены путем разработки максимально точных моделей и их оптимизации. В статье представлен новый подход, использующий комбинацию PSO с МКЭ для оптимизации конструктивных характеристик гексаподов. Предполагается, что это исследование поможет повысить точность, эффективность и общую производительность гексапода за счет использования возможностей PSO для оптимизации МКЭ и для детального моделирования. В этом исследовании метод конечных элементов и методы оптимизации роя частиц будут интегрированы для оптимизации конструктивных характеристик робота гексапод.
Интеграция модели МКЭ в процесс оптимизации на основе PSO обеспечит системный и всесторонний способ повышения точности, эффективности и общей производительности роботов гексапод. Концепция решения будет способна реализовать весь потенциал, которым обладает технология гексапод, за счет использования сильных сторон МКЭ в детальном структурном анализе и эффективности метода PSO в оптимизации, что позволит расширить ее применение в различных отраслях промышленности.
Об авторах
Жанна Анатольевна Старостина
МАДИ
Россия
Россия
канд. техн. наук, доц.
Ариж Зейн Алдин
МАДИ
Россия
Россия
аспирант
Список литературы
1. Акдаг, М. Интегрированный подход к моделированию мехатронной системы применительно к роботу hexapod / М. Акдаг, Х. Карагулле, Л. Малгача // Математика и вычислительная техника в моделировании. –2012. – № 82. – С. 818-835..
2. К Кушнир, А.П. Новые 3D технологии изготовления моделей / А.П. Кушнир, В.Б. Лившиц, Д.С. Кобзев // Информатика и технология: межвузовский сборник научных трудов. Выпуск XIX. – Москва: МГУПИ, 2013. – 263 с.
3. Павловский, В. Е. О разработках шагающих машин / В. Е. Павловский // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. – 2013. – № 101. – С. 1-32. – EDN RXRDQD.
4. Sorin, Mănoiu Olaru. Hexapod Robot Leg Dynamic Simulation and Experimental Control using Matlab / Mănoiu Olaru Sorin, Mircea NiŃulescu // Proceedings of the 14th IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing, Bucharest, Romania, May 23-25, 2012. – Vol. 45, Issue 6. – P. 818-899. – DOI 10.3182/20120523-3-RO-2023.00335.
5. Si, F. Reverse dynamics of insects using natural orthogonal complement method / F. Si, R. Sinatra // Journal for Production Systems. – 2012. –№ 2 (21).
6. Kinematic modeling and calibration of a flexure based hexapod nanopositioner / Hongliang Shia, Hai-Jun Sua,,Nicholas Dagalakisb, John A. Kramar // Precision Engineering. – 2013. – Vol. 37(1). – P. 117-128. – DOI 10.1016/j.precisioneng.2012.07.006.
7. Parameterized finite element modeling and experimental modal testing for vibration analysis of an industrial hexapod for machining / Minh-Nha Pham, Henri Champliaud, Zhaoheng Liu, Ilian Bonev // Mechanism and Machine Theory. – 2022. – Vol. 167 (15). – 104502. – DOI 10.1016/j.mechmachtheory.2021.104502.
8. Tenreiro Machado, J.A. Complex-order particle swarm optimization / J.A. Tenreiro Machado, Seyed Mehdi Abedi Pahnehkolaei, Alireza Alfi // Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. – 2021. – 105448. – DOI 10.1016/j.cnsns.2020.105448.
9. Finite Element Analysis for Improved AllTerrain Vehicle Component Design / L.N. Patil, A.A. Patil, K. B. Waghulde [et al.] // EVERGREEN Joint Journal of Novel Carbon Resource Sciences & Green Asia Strategy. – 2023. – Vol. 10, Issue 03. – P. 1508-1521. – DOI 10.5109/7151699.
10. Зейн, А. А. Кинематическая модель шестиопорного гексапода / А. А. Зейн, Ж. А. Старостина // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. – 2024. – № 3(41). – EDN ISICEK.
Рецензия
Рецензент: Г.В. Кустарев, канд. тех. наук, доц., МАДИ
Просмотров:
107
