Структурный синтез и анализ подвижности самоустанавливающихся механизмов на основе базовых структурных групп для разных областей техники

Структурный синтез и анализ подвижности многозвенных механизмов является первоочередным и самым сложным этапом их проектирования. Традиционное конструирование механизмов на основе интуиции и выбора отдельных готовых кинематических схем из справочников не является оптимальным и приводит к построению сложных конструкций с вредным избыточными связями, что повышает трудоемкость изготовления и сборки, а также нагруженность, трение и износ углов машины. Предложен новый подход к созданию самоустанавливающихся механизмов, заключающийся в направленном оптимальном синтезе структурных схем без избыточных связей. Показана неограниченная возможность его применения для образования в машиностроении плоских и пространственных механизмов. Приведены примеры эффективного применения предложенного подхода для создания на уровне изобретений механизмов для разных областей техники: механизмов параллельной структуры, платформенных и складывающихся манипуляторов, грейфера и вибросмесителя.
EDN: XFUCUU, https://elibrary/xfucuu

Литература

[1] Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Москва, URSS, 2019. 640 с.

[2] Ассур Л.В. Исследование плоских стержневых механизмов с низшими парами с точки зрения их структуры и классификации. Москва, Изд-во АН СССР, 1952. 529 с.

[3] Глазунов В.А., ред. Новые механизмы в современной робототехнике. Москва, Техносфера, 2018. 315 с.

[4] Кожевников С.Н. Основания структурного синтеза механизмов. Киев, Наукова Думка, 1979. 231 с.

[5] Крайнев А.Ф. Механика машин. Фундаментальный словарь. Москва, Машиностроение, 2000. 903 с.

[6] Тимофеев Г.А., ред. Теория механизмов и механика машин. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. 566 с.

[7] Коловский М.З., Евграфов А.Н., Семенов Ю.А. и др. Теория механизмов и машин. Москва, Академия, 2006. 560 с.

[8] Вульфсон И.И., Ерихов М.Л., Коловский М.З. и др. Механика машин. Москва, Высшая школа, 1996. 511 с.

[9] Пожбелко В.И. Инерционно-импульсные приводы машин с динамическими связями. Москва, Машиностроение, 1989. 132 с.

[10] Пейсах Э.Е., Нестеров В.А. Система проектирования плоских рычажных механизмов. Москва, Машиностроение, 1988. 230 с.

[11] Решетов Л.Н. Самоустанавливающиеся механизмы. Москва, Машиностроение, 1979. 334 с.

[12] Смелягин А.И. Структура машин, механизмов и конструкции. Москва, Инфра-М, 2019. 387 с.

[13] Kong X., Gosselin C. Type synthesis of parallel mechanisms. Springer, 2007. 276 p.

[14] Pozhbelko V.I. A unified structure theory of multibody open-, closed-, and mixed-loop mechanical systems with simple and multiple joint kinematic chains. Mech. Mach. Theory, 2016, vol. 100, pp. 1–16, doi: http://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2016.01.001

[15] Пожбелко В.И. Универсальный алгоритм синтеза структурных схем сложных одноподвижных и многоподвижных рычажных механизмов. Современное машиностроение. Наука и образование, 2022, № 11, с. 91–100.

[16] Умнов Н.В., Сильвестров Э.Е. Использование методов гомотопии при синтезе механизмов. Сб. док. межд. конф. по теории механизмов и машин. Краснодар, Кубанский ГТУ, 2006, с. 47–48.

[17] Pozhbelko V. Type synthesis method of planar and spherical mechanisms using the universal structural table with all possible link assortments. IFToMM WC-2019. Springer, 2019, pp. 1517–1526, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-20131-9_150

[18] Pozhbelko V. A new molecular approach for creative design of multiloop linkages and planetary gear mechanisms via novel NTG-Graph representation. MMSE-2023. Springer, 2023, pp. 21–34, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-031-48851-1_3

[19] Пожбелко В.И. Единая теория структуры, синтеза и анализа многозвенных механических систем с геометрическими, гибкими и динамическими связями звеньев. Часть 2. Предельные теоремы и области существования. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2020, № 11, с. 36–52, doi: http://doi.org/10.18698/0536-1044-2020-11-36-52

[20] Pozhbelko V., Kuts E. A new general methodology for the topological structure analysis of multiloop mechanisms with multiple joints and crossing links. In: New advances in mechanisms, mechanical transmissions and robotics. Springer, 2020, pp. 155–163, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-60076-1_14

[21] Пожбелко В.И. Шарнирный платформенный манипулятор. Патент РФ 2751782. Заявл. 07.07.2020, опубл. 16.07.2021.

[22] Пожбелко В.И. Шарнирный многовершинный механизм. Патент РФ 2777123. Заявл. 07.04.2022, опубл. 01.08.2022.

[23] Пожбелко В.И. Шарнирный механизм. Патент РФ 2753064. Заявл. 24.02.2021, опубл. 11.08.2021.

[24] Пожбелко В.И. Пространственный манипулятор. Патент РФ 2758377. Заявл. 24.02.2021, опубл. 28.10.2021.

[25] Пожбелко В.И. Пространственный манипулятор относительного манипулирования. Патент РФ 2758374. Заявл. 24.02.2021, опубл. 28.10.2021.

[26] Пожбелко В.И. Двухподвижная вращательная кинематическая пара. Патент РФ 2755441. Заявл. 16.03.2021, опубл. 16.09.2021.