Με τη σύμβαση της «κινηματικής αλυσίδας», ο μηχανισμός αποτυπώνεται σε πίνακα παραμέτρων ως εξής:

Σχετικά έγγραφα
Με τη σύμβαση της «κινηματικής αλυσίδας», ο μηχανισμός αποτυπώνεται σε πίνακα παραμέτρων ως εξής:

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ - ΣΥΝΟΨΗ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ. Π. Ασβεστάς Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής

Θέση και Προσανατολισμός

1.1.1 Εσωτερικό και Εξωτερικό Γινόμενο Διανυσμάτων

Λύσεις στο επαναληπτικό διαγώνισμα 3

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΜΗΧΑΝΩΝ

Ανασκόπηση-Μάθημα 29 Σφαιρικές συντεταγμένες- Εφαρμογές διπλού και τριπλού ολοκληρώματος- -Επικαμπύλιο ολοκλήρωμα α είδους

Κλασικη ιαφορικη Γεωµετρια

ΦΥΕ 14 Διανύσματα. 1 Περιγραφή διανυσμάτων στο χώρο Γεωμετρική περιγραφή: Τα διανύσματα περιγράφονται σαν προσανατολισμένα ευθύγραμμα

Κεφάλαιο M3. Διανύσµατα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧ/ΚΩΝ & ΜΗΧ/ΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Συστήματα συντεταγμένων

Ανασκόπηση-Μάθημα 24, 25 Διπλό ολοκλήρωμα

υναµ α ι µ κή τ ων Ρ οµ ο π µ ο π τ ο ικών Βραχιόνων

Κεφάλαιο 2. Διανύσματα και Συστήματα Συντεταγμένων

Κεφάλαιο 2. Διανύσματα και Συστήματα Συντεταγμένων

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΜΗΧΑΝΩΝ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά

Συστήματα συντεταγμένων

Homework#13 Trigonometry Honors Study Guide for Final Test#3

Μηχανολογικό Σχέδιο με τη Βοήθεια Υπολογιστή. Αφφινικοί Μετασχηματισμοί Αναπαράσταση Γεωμετρικών Μορφών

Λύσεις στο Επαναληπτικό Διαγώνισμα 2

Αντίστροφη Κινηματική

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΜΗΧΑΝΩΝ

ΑΠΟΤΥΠΩΣΕΙΣ - ΧΑΡΑΞΕΙΣ ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΧΑΡΑΞΕΩΝ 3

Κεφάλαιο 2: Διανυσματικός λογισμός συστήματα αναφοράς

website:

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ Παραδείγματα Στις Μερικές Παραγώγους Και τον Κανόνα Αλυσιδωτής Παραγώγισης

Σφαίρα σε ράγες: Η συνάρτηση Lagrange. Ν. Παναγιωτίδης

Δυναµική των Ροµποτικών Βραχιόνων. Κ. Κυριακόπουλος

Γραφικά με υπολογιστές. Διδάσκων: Φοίβος Μυλωνάς. Διαλέξεις #11-#12

Οδηγίες για το Geogebra Μωυσιάδης Πολυχρόνης Δόρτσιος Κώστας

Εναλλασσόμενο και μιγαδικοί

3. ΥΝΑΜΙΚΗ ΡΟΜΠΟΤΙΚΩΝ ΒΡΑΧΙΟΝΩΝ

Εργασία 2. Παράδοση 20/1/08 Οι ασκήσεις είναι βαθμολογικά ισοδύναμες

Μετασχηματισμοί στον R 2 Μπορούν να παρασταθούν (και να υλοποιηθούν) με πολλαπλασιασμό πινάκων Ο πολλαπλασιασμός Ax μπορεί να ειδωθεί σαν μετασχηματισ

Εσωτερικές Αλληλεπιδράσεις Νο 3.

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ Συναρτήσεις Πολλών Μεταβλητών

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι ΚΕΝΤΡΑ ΒΑΡΟΥΣ ΕΠΙΠΕ ΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ ΟΡΙΣΜΟΣ ΚΕΝΤΡΟΥ ΒΑΡΟΥΣ ΕΠΙΠΕ ΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ

1. Εισαγωγή στην Κινητική

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ - ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ

Παραδείγματα διπλών oλοκληρωμάτων Γ. Λυχναρόπουλος

Ηλεκτρομαγνητισμός. Ηλεκτρικό πεδίο νόμος Gauss. Νίκος Ν. Αρπατζάνης

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 11. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ & ΓΡΑΦΙΚΩΝ. Τρισδιάστατοι γεωμετρικοί μετασχηματισμοί

Διάλεξη #10. Διδάσκων: Φοίβος Μυλωνάς. Γραφικά με υπολογιστές. Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Χειμερινό εξάμηνο.

Κεφάλαιο 0 Μιγαδικοί Αριθμοί

Δυναμική Μηχανών I. Επανάληψη: Μαθηματικά

Μονάδες 5,5 γ) Αν τα διανύσματα a, είναι μη μηδενικά και θ είναι η γωνία των a. λ 0. Για ποια από τις παρακάτω τιμές του λ τα διανύσματα a.

ΙΣΟΣΤΑΤΙΚΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΜΕ ΣΥΝΔΕΣΜΟΥΣ Υπολογισμός αντιδράσεων και κατασκευή Μ,Ν, Q Γραμμές επιρροής. Διδάσκων: Γιάννης Χουλιάρας

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Πρόοδος (Λύσεις) Ι. Λυχναρόπουλος

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. ΜΕΡΟΣ 1ο ΑΛΓΕΒΡΑ

Κεφάλαιο 6α. Περιστροφή στερεού σώματος γύρω από σταθερό άξονα

Σφαίρα σε ράγες: Η συνάρτηση Lagrange. Ν. Παναγιωτίδης

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ Διανύσματα - Διανυσματικές Συναρτήσεις

v = r r + r θ θ = ur + ωutθ r = r cos θi + r sin θj v = u 1 + ω 2 t 2

Φυσική για Μηχανικούς

3.6 Ευθεία και Αντίστροφη υναµική

Άλγεβρα Α Λυκείου. Επαναληπτικά θέματα από διαγωνίσματα ΟΕΦΕ Πραγματικοί αριθμοί

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΜΑΖΑΣ ΘΕΣΗΣ ΚΕΝΤΡΟΥ ΜΑΖΑΣ ΡΟΠΗΣ ΑΔΡΑΝΕΙΑΣ ΣΩΜΑΤΩΝ

Ρητή μετατροπή αριθμητικής τιμής σε άλλο τύπο. Τι θα τυπωθεί στον παρακάτω κώδικα;

από t 1 (x) = A 1 x A 1 b.

4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Λογισμός ΙΙ. Χρήστος Θ. Αναστασίου Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Φυσική για Μηχανικούς

Ανασκόπηση-Μάθημα 14 Όρια και Συνέχεια συναρτήσεων στο R 2

ΘΕΩΡΙΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. Μια παράσταση που περιέχει πράξεις με μεταβλητές (γράμματα) και αριθμούς καλείται αλγεβρική, όπως για παράδειγμα η : 2x+3y-8

Κεφάλαιο 1: Κινηματική των Ταλαντώσεων

1)Βρείτε την εξίσωση για το επίπεδο που περιέχει το σηµείο (1,-1,3) και είναι παράλληλο προς το επίπεδο 3x+y+z=a όπου a ένας αριθµός.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 Ο : ΤΡΙΦΑΣΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ

ΑΠΟΤΥΠΩΣΕΙΣ - ΧΑΡΑΞΕΙΣ ΕΠΙΛΥΣΗ ΟΔΕΥΣΗΣ

Βασικές Γνώσεις Μαθηματικών Α - Β Λυκείου

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ KΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΦΟΡΙΚΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ 1

Περιεχόμενα. Πρόλογος...13

Θεωρία μετασχηματισμών

[1] είναι ταυτοτικά ίση με το μηδέν. Στην περίπτωση που το στήριγμα μιας συνάρτησης ελέγχου φ ( x)

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

Ευχαριστίες Δύο λόγια από την συγγραφέα... 17

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΣΤΕΛΛΑΝΩΝ ΜΕΣΗΣ ΑΛΓΕΒΡΑ

Γενικά Μαθηματικά ΙΙ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

cos ϑ sin ϑ sin ϑ cos ϑ

8. ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ. Φυσική ΙΙ Δ. Κουζούδης. Πρόβλημα 8.6.

ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ- ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΔΟΜΟΣΤΑΤΙΚΗΣ

( ) ) V(x, y, z) Παραδείγματα. dt + "z ˆk + z d ˆk. v 2 =!x 2 +!y 2 +!z 2. F =! "p. T = 1 2 m (!x2 +!y 2 +!z 2

Ασκήσεις Διανυσματικής Ανάλυσης

b proj a b είναι κάθετο στο

Η συνάρτηση y = αχ 2. Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΟΛΥΜΕΣΩΝ ΚΑΙ ΓΡΑΦΙΚΩΝ

Περιεχόμενα. Πρόλογος...13


Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ

Περιεχόμενα. Κεφάλαιο 1 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ ΣΕ ΜΙΑ ΕΥΘΕΙΑ Οι συντεταγμένες ενός σημείου Απόλυτη τιμή...14

I. ΜΙΓΑΔΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ. math-gr

Ένα εκκρεμές σε επιταχυνόμενο αμαξίδιο

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3//7/2013 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΓΡΑΠΤΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Transcript:

ΑΝΩΤΑΤΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΠΕΙΡΑΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟΥ ΤΟΜΕΑ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ Τ.Ε. ΤΟΜΕΑΣ ΙΙΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ Π. Ράλλη & Θηβών 250, 12244 Αθήνα Καθηγητής Γ. Ε. Χαμηλοθώρης αρχείο: θέμα: RobNote04.doc Ανάλυση της Κινηματικής: σύνοψη και παράδειγμα 1. Σύμβαση κινηματικής αλυσίδας - ευθεία κινηματική Θεωρούμε τον επίπεδο μηχανισμό του σχήματος, ο οποίος αποτελείται από δύο συνδέσμους με μήκη d1 και d2 αντίστοιχα και από δύο στροφικές αρθρώσεις οι οποίες τοποθετούνται σε γωνίες θ1 και θ2 (θέσεις των αντίστοιχων κινητήρων). Με τη σύμβαση της «κινηματικής αλυσίδας», ο μηχανισμός αποτυπώνεται σε πίνακα παραμέτρων ως εξής: Στοιχείο Μέγεθος Παρατηρήσεις σύνδεσμος L0 - βάση άρθρωση Α1 θ1 στροφική, ±π σύνδεσμος L1 d1 μεταξύ A1 και Α2 άρθρωση Α2 θ2 στροφική, ±π σύνδεσμος L2 d2 μεταξύ Α2 και Άκρου Εργασίας Στη γενική περίπτωση, σε ένα μηχανισμό με n αρθρώσεις, για κάθε επιλογή των τιμών των μεταβλητών των αρθρώσεων, q=(θ1, θ2,... θn) αντιστοιχεί μια (και μόνο μία) τιμή της θέσης του άκρου εργασίας x=(x,y,z). Δηλαδή τα μεγέθη αυτά συνδεόνται μεταξύ τους με μια μονοσήμαντη μαθηματική συνάρτηση (ευθεία κινηματική σχέση) έστω: x = f(q). Στο υπο εξέταση παράδειγμα, και ειδικότερα σύμφωνα με τη γεωμετρία του σχήματος, η συνολική θέση στον άξονα {x} προκύπτει από το άθροισμα δύο τμημάτων: (σημειώνονται

ως χ και x στο σχήμα). Κάθε ένα τμήμα προέρχεται από την προβολή του αντίστοιχου συνδέσμου στον άξονα {x}. Ανάλογα ισχύουν για τον άξονα {y}. Επομένως, η συνάρτηση f(.) συνοψίζεται στις σχέσεις: x = d1. cos θ1 + d2. cos (θ1 +θ2) (1) y = d1. sin θ1 + d2. sin (θ1 +θ2) (2) Στο σχήμα, οι γωνίες έχουν θετικές τιμές αριστερόστροφα (ΑΦΔΩ). Στη συγκεκριμένη τοποθέτηση του μηχανισμού, όπως απεικονίζεται, οι γωνίες θ1 και θ2 έχουν αντίθετο πρόσημο και μάλιστα θ1+θ2<0. 2. Σύμβαση κινηματικής αλυσίδας - αναλυτική αντίστροφη κινηματική Η αντίστροφη κινηματική σχέση αφορά την «αντιστροφή» της συνάρτησης f(.) δηλαδή τη διαμόρφωση μιάς συνάρτησης g(.) έτσι για κάθε επιλογή της θέσης x=(x,y,z) του άκρου εργασίας να υπολογίζονται οι τιμές των μεταβλητών των αρθρώσεων, q=(θ1, θ2,... θn). Στη γενική περίπτωση, αυτή η αντίστροφη κινηματική σχέση έχει σύνθετη μαθηματική μορφή και - προπάντος - δεν είναι μονοσήμαντη, δηλαδή παράγει πολλαπλές λύσεις για τις αποδεκτές τιμές των μεταβλητών των αρθρώσεων q οι οποίες οδηγούν το άκρο εργασίας στην επιλεγμένη θέση. Στο υπό εξέταση παράδειγμα, εάν η θέση του Άκρου Εργασίας (απόληξη του συνδέσμου L2) είναι γνωστή και, επιπλέον, βρίσκεται στο εσωτερικό του Χώρου Εργασίας, οι τιμές των μεταβλητών γωνιών θ1 και θ2 μπορούν να υπολογισθούν αναλυτικά. Η γωνία θ2 είναι εξωτερική του τριγώνου A1-Α2-AE. Εφαρμόζοντας στο τρίγωνο τον κανόνα του συνημιτόνου (επέκταση του θεωρήματος του Πυθαγόρα): d3 2 = d1 2 + d2 2 + 2. d1. d2. cos θ2 (3) Ταυτόχρονα, η πλευρά d3 είναι η απόσταση του (γνωστού) σημείου (x,y) από την αρχή των αξόνων, δηλαδή: d3 2 = x 2 + y 2 (4) Συνδυασμένα, οι παραπάνω εκφράσεις επιτρέπουν τον υπολογισμό του μεγέθους γ=cosθ2 και, εφόσον γ < 1, τον υπολογισμό της γωνίας θ2. Στη γενική περίπτωση, η επίλυση δίνει δύο αποδεκτές λύσεις: + acos(γ) και - acos(γ) οι οποίες αντιστοιχούν σε δυο δυνατές διατάξεις του μηχανισμού στο επίπεδο {xy}. Εφαρμόζοντας ξανά τον κανόνα του συνημιτόνου, στο ίδιο τρίγωνο αλλά με αναφορά την εσωτερική γωνία φ2: d2 2 = d1 2 + d3 2-2. d1. d3. cos φ2 (5) Όπως προηγουμένως, η επίλυση δίνει δύο τιμές. Οι οι γωνίες θ2 και φ2 βρίσκονται πάντοτε στην ίδια πλευρά του άξονα του συνδέσμου L1, επομένως θα έχουν το ίδιο πρόσημο. Δηλαδή οι αποδεκτές λύσεις επιλέγονται σε συνδυασμό (όχι ανεξάρτητα). Ακόμη, από τον ορισμό της θέσης του σημείου (x,y) σε πολικές συντεταγμένες, η γωνία φ1 ικανοποιεί: Και, τέλος, tan φ1 = x/y (6) -2-

θ1 = φ1 -φ2 (7) Στο σχήμα, και στη συγκεκριμένη τοποθέτηση του μηχανισμού όπως απεικονίζεται, η γωνία φ2 έχει αρνητική τιμή (όπως και η θ2) και η γωνία φ1 έχει θετική τιμή (διότι το ΑΕ βρίσκεται στο 1ο τεταρτηρμόριο). Επομένως η θ1 θα λάβει θετικη τιμή. 3. Σύμβαση κινηματικής αλυσίδας - αριθμητική αντίστροφη κινηματική Η υπολογιστική (αριθμητική) επίλυση της αντίστροφης κινηματικής χρησιμοποιεί την παράγωγο της θέσης του ΑΕ ως προς τις μεταβλητές των αρθρώσεων, δηλαδή (διανυσματικά) τον Ιακωβιανό πίνακα: J = f(q)/ q (8) Η αριθμητική μέθοδος συνίσταται από επαναληπτικά βήματα. Σε κάθε βήμα, η τιμή του διανύσματος των μεταβλητών των αρθρώσεων διορθώνεται «ανάλογα» με την απόκλιση από το επιθυμητό σημείο του χώρου εργασίας: Δq = Κ. Δχ (9) Συνήθης επιλογή για τον πίνακα διόρθωσης K είναι ο ανάστροφος του Ιακωβιανού πίνακα: Κ = λ. J T όπου (10α) λ = Δχ / J T Δχ (10β) Ο βαθμωτός παράγοντας λ έξισοροπεί το μέτρο (άθροισμα τετραγώνων) μεταξύ των μεγεθών Δχ και Δq και εξομαλύνει τη σύγκλιση του αλγορίθμου. Άλλη συνήθης επιλογή είναι ο (κατά Moore-Penrose) ψευδοαντίστροφος του πίνακα J: Κ = J # = (J T. J) -1. J T (11) Συνολικά, για μια επιλεγείσα θέση-στόχο χ* για το ΑΕ, η αριθμητική υπολογιστική διαδικασία αποτελείται από τα εξής βήματα: <1> με δεδομένη την τρέχουσα τιμή των μεταβλητών των αρθρώσεων q <2> υπολογίζεται η θέση x από τις εξισώσεις της ευθείας κινηματική σχέσης <3> υπολογίζεται η απόσταση από τη θέση-στόχο Δχ=χ-χ* <4> εάν Δx < ε ο υπολογισμός ολοκληρώνεται - ειδάλλως <5> υπολογίζεται ο Ιακωβιανός πίνακας J(q) από την έκφραση (8) <6> υπολογίζεται ο πίνακας Κ, από την έκφραση (10) ή την έκφραση (11) <7> υπολογίζεται η διόρθωση Δq από την έκφραση (9) <8> η τιμή των μεταβλητών των αρθρώσεων ανανεώνεται ως q q+δq <9> ο υπολογισμός συνεχίζεται στο βήμα <1> -3-

Σύμφωνα με αυτήν την επαναληπτική διαδικασία, ο υπολογισμός ολοκληρώνεται όταν η προβλεπόμενη νέα θέση του ΑΕ βρίσκεται «αρκετά κοντά» στο επιλεγμένο σημείο-στόχο (x*,y*), με εγγύτητα που καθορίζεται από ο μέγεθος θέσης ε. Για το υπόψη παράδειγμα, και με βάση τις εκφράσεις (1)(2) ανωτέρω, ο Ιακωβιανός πίνακας υπολογίζεται ως: J = - d1. sin θ1 - d2. sin(θ1 +θ2) - d2. sin(θ1 +θ2) (12) d1. cos θ1 + d2. cos (θ1 +θ2) d2. cos (θ1 +θ2) 4. Σύμβαση Denavit-Hartenberg - ευθεία κινηματική Στην προσέγγιση της σύμβασης Denavit-Hertenberg, ο μηχανισμός υλοποιεί τη διαδοχική μετάβαση μεταξύ τριών συστημάτων συντεταγμένων {x0,y0}, {x1,y1} και {x2,y2}, όπως στο σχήμα κατωτέρω. Η αρχή των αξόνων κάθε συστήματος τοποθετείται στο άκρο του αντίστοιχου συνδέσμου, με τον τοπικό άξονα {χ} προσανατολισμένο παράλληλα με το σώμα του συνδέσμου και με κατεύθυνση «προς τα έξω», δηλαδή από τη βάση προς το άκρο εργασίας. Γενικώς, κατά τη σύμβαση Denavit-Hartemberg, οι παράμετροι αναφέρονται στη σχετική τοποθέτηση μεταξύ διαδοχικών δεξιόστροφων ορθοκανονικών συστημάτων {Oxyz} και {O'x'y'z'}: -4-

μήκος a : απόσταση μεταξύ του άξονα {z} και της αρχής Ο' στρέψη β : γωνία μεταξύ του άξονα {z} και του άξονα {z'} περιθώριο d : απόσταση μεταξύ O και O', μετρούμενη κατά τον άξονα {z} γωνία θ : γωνία μεταξύ του άξονα {x} και του άξονα {x'}. Με τη σύμβαση DH, ο μηχανισμός του παραδείγματος αποτυπώνεται σε πίνακα παραμέτρων ως εξής: Σύνδεσμος a β d θ L1 d1 0 0 θ1 (13) L2 d2 0 0 θ2 Το άκρο εργασίας βρίσκεται στην αρχή του τοπικού συστήματος συντεταγμένων {x2,y2} του δεύτερου συνδέσμου, δηλαδή έχει (τοπικές) γενικευμένες συντεταγμένες [0, 0, 1]/Σ2. Αυτές μεταφέρονται στο σύστημα συντεταγμένων {x1,y1} του πρώτου συνδέσμου μέσω του πίνακα μεταφοράς Η12. Στην περίπτωση του παραδείγματος, η γενική μορφή του πίνακα απλοποιείται (διότι περιρίζεται σε δύο διαστάσεις, και επομένως ισχύει z=0 σε όλα τα εμπλεκόμενα συστήματα συντεταγμένων): cosθ2 - sinθ2 a2.cosθ2 (14) Η12 = sinθ2 cosθ2 a2.sinθ2 0 0 1 Ανάλογα ισχύουν για το επόμενο βήμα, δηλαδή τη μεταφορά από το σύστημα συντεταγμένων {x1,y1} του πρώτου συνδέσμου στο σύστημα συντεταγμένων {x0,y0} της βάσης, μέσω του πίνακα μεταφοράς Η01. cosθ1 - sinθ1 a1.cosθ1 (15) Η01 = sinθ1 cosθ1 a1.sinθ1 0 0 1 Και συνολικά, επομένως, η θέση του άκρου εργασίας στο σύστημα συντεταγμένων της βάσης υπολογίζεται ως: [x, y, 1] T = H01. H12. [0 0 1] T (16) -5-

5. Διακριτός χώρος εργασίας Ως ενδεικτικό παράδειγμα της πρακτικής κινηματικής σχέσης για το μηχανισμό, θεωρούμε οτι οι γωνίες των αρθρώσεων περιορίζονται στο αντίστοιχο διάστημα: 0 θ1 π (17α) -π/2 θ2 π/2 (17β) και οτι οι κινητήρες οι οποίοι μεταβάλουν τις αντίστοιχες γωνίες έχουν γωνιακή ανάλυση (διακριτική ικανότητα) π/18 rad ή 10deg. Με αυτούς τους περιορισμούς, ο πρακτικός χώρος εργασίας σχηματίζει ένα «νέφος» προσεγγίσιμων σημείων όπως στο Σχήμα. Για τον υπολογισμό των σημείων χρησιμοποιήθηκε το περιβάλλον / λογισμικό Geogebra (αρχείο planar01.ggb). -6-