ELEKRYKA 9 Zezyt Ro LV oz RAWŃSK Kter Mehtronii, Politehni Ślą w Gliwih SYSEM POZYCJONOWANA GŁOWC PAMĘC MASOWEJ Z PRZEGUBAM PRYZMAYCZNYM. CZ. MODEL MAEMAYCZNY Strezzenie. W rtyule zprezentowno oel tetyzny yteu pozyjonowni łowi pięi owyh yów twryh. Zproponowny zotł rozłęziony łńuh inetyzny, w tóry opróz przeuów orotowyh wytępują również przeuy pryztyzne. Zproponown ontruj pozwl n openję tzw. ou łowi orz n ontrolę wyoośi lotu łowiy n powierzhnią nośniów nyh. Słow luzowe: pięi owe, yi twre, łńuhy inetyzne HEAD POSONNG SYSEM OF MASS SORAGE DEVCES WH PRSMAC JONS. PAR - MAHEMACAL MODEL Sury. n the pper the thetil oel of he poitionin yte of tore evie, the o-lle hr i rive, i preente. he rnhe ineti hin h een propoe; in thi hin eie rottin joint there re lo priti joint. he propoe ontrution llow for opention of the o-lle he ew n fliht heiht ontrol of he ove the ei i urfe. Keywor: tore evie, hr i rive, ineti hin. WPROWADZENE Sytey pozyjonowni yów twryh oą yć nlizowne jo złożenie: ułu przenieieni npęu, npęu orz ułu terowni. Uł przenieieni npęu oże yć nlizowny jo zzeólny przype nipultor root. Główne różnie poięzy typowy nipultore ułe przenieieni npęu yteu pozyjonowni łowi związne ą poz wyiri eoetryznyi - ryti z zrei przeiezzeń ątowyh lu liniowyh w pozzeólnyh przeuh. W nipultorh rootów to wrtośi ięjąe jeneo pełneo orotu l przeuów orotowyh, ntoit w przypu yteów pozyjonowni łowi to wrtośi z zreu / pełneo orotu
8. rwińi l przeuu potwoweo orz ilu topni lu wręz tyięznyh zęśi topni l pozotłyh przeuów. W niniejzy rtyule przetwiony zotnie oel tetyzny yteu pozyjonowni łowi, w tóry uł przenieieni npęu rozptrywny ęzie przez rozłęziony łńuh inetyzny, w tóry wytępowć ęą przeuy orotowe i pryztyzne.. SRUKURA ŁAŃCUCHA KNEMAYCZNEGO MLMANPULAORA ROZGAŁĘZONEGO Strutur rozłęzioneo łńuh inetyzneo ułu przenieieni npęu yteu pozyjonowni łowi, tór ęzie nlizown w niniejzy rtyule, przetwion jet n ry.. i łńuh inetyzny nzywć ęziey ilinipultore rozłęziony. 6 7 ślizz y ślizz 5 Ry.. Łńuh inetyzny ilinipultor rozłęzioneo Fi.. Kineti hin of rnhe ilinipultor Przeuy oznzone n ry. jo i 5 ą przeui orotowyi o oih orotu równolełyh z prtyzneo puntu wizeni o oi orotu przeuu potwoweo. Pozotłe przeuy orotowe i ją oie orotu protopłe o oi orotu przeuu potwoweo. Ottnie w przeuy 6 i 7 ą przeui pryztyznyi o oi wyunięi równolełej o oi przeuu potwoweo. Przetwione n ry. przeuy, i 6 orz łąząe je złony tworzą pojeynzą łąź, t o j przeuy, 5 i 7 orz łąząe je złony. Łńuh rozłęziony zwier zte wie łęzie. Kż z łęzi ołuuje jeną ze tron nośni nyh. Wpółzene yi twre wyorzytują różne lizy nośniów nyh, ożn znleźć ezeplrze yów wyorzytująe nieprzytą lizę tron nośniów o zpiu i przehowywni nyh. Pozzeólne łęzie oznzne ęą literi lfetu łińieo, w ty przypu: i. W przeuie potwowy ził oent wytwrzny przez ilni VCM. Przeuy i łęzi i ą przeui pywnyi nienpęznyi, ziłją w nih oenty pohoząe o yteu prężyteo zwiezeni
Syte pozyjonowni łowi 9 []. Przeuy i 5 oą yć npęzne w yretny poó przez tutory eletrottyzne wyonne w tehnoloii yteów iroeletroehniznyh []. Przeuy 6 i 7 oą npęzć ezpośrenio ślizz lu, lterntywnie, npęzć ezpośrenio łowie [, ]. ntereująą etoę npęu łowi, wyorzytująą rozzerzlność ieplną teriłów ontruyjnyh łowi, przetwiono w [].. KNEMAYKA PROSA KNEMAYKA ŚRODKÓW CĘŻKOŚC Ay forułowć ierze przeztłeń jenoronyh pozwljąyh n opi położeni i orientji w oólny przypu owolnie wyrneo puntu uiezzoneo n łńuhu inetyzny w zowy ułzie wpółrzęnyh w ty przypu z potwą npęu yoweo, połużyć ię ożn toowną w rootye notją Denvit-Hrtener [6, 7]. z {} x {} x z z z z {} {} {} x x, z z {} {} x, {} x z {} x z Ry.. Opiny łńuh inetyzny ilinipultor rozłęzioneo Fi.. Derie ineti hin of rnhe ilinipultor Kinetyę protą ilinipultor rozłęzioneo ożn przetwić jo złożenie inetyi protej onr i łęzi. Mierz przeztłeni jenoroneo l onr złożoneo z pry inetyznej połązonej przeue potwowy potć: R A
. rwińi zie: zn ± przehozi w zn + l łęzi leżąyh powyżej śro zoweo ułu wpółrzęnyh, łąź lu, R ierz orotu, wetor trnlji, A ierz eleentrneo przeztłeni jenoroneo,, łuość złonu onr i ounięi przeuów łęzi {, },, róone nzwy funji inu i oinu l ąt. Pretry inetyzne onr przetwiono w t.. Człon Dłuość złonu i Pretry inetyzne onr Sręenie złonu i Ounięie przeuu i Kąt przeuu i el / / Oóln potć ierzy przeztłeni jenoroneo orzująeo położenie i orientje łowi w zowy ułzie wpółrzęnyh jet ntępują: zie: zni ± przehozą w zni + l łęzi, i, i łuośi złonów i ounięi przeuów łęzi {, }, i, i róty nzw funji inu i oinu l uy ątów i. W teli przetwiono zetwione pretry inetyzne łęzi orz łęzi rzew ilinipultor yteu pozyjonowni łowi yów twryh. Pretry inetyzne łęzi el Człon Dłuość złonu i Sręenie złonu i Ounięie przeuu i Kąt przeuu i,, -/, -/,,,,,,,,,,,,
Syte pozyjonowni łowi Do wyprowzeni poti ierzy przeztłeń jenoronyh oniezne jet oreślenie położeń śroów iężośi pozzeólnyh złonów n łńuhu inetyzny ilinipultor rozłęzioneo. Njzęśiej ąży ię, y śroe iężośi złonu onr porywł ię z oią orotu przeuu potwoweo jen ze wzlęu n przejrzytość ryunów przyjowć ęziey, że znjuje ię poz nią. N ry. przetwiono łńuh inetyzny ilinipultor rozłęzioneo z nnieionyi położenii śroów iężośi złonów. z z z z z z Ry.. Położeni śroów iężośi złonów Fi.. Poition of lin enter of e Mierz przeztłeni jenoroneo l śro iężośi związneo z złone onr potć:, Mierze przeztłeni jenoroneo związne ze śroi iężośi złonów i łęzi i ne ą oólną relją:, i i
. rwińi zie:, położeni i ounięi śroów iężośi l łęzi {, };, róty nzw funji inu i oinu l uy ątów i ;, róty nzw funji inu i oinu l ątów przeuów łęzi {, }. Zn ±, wytępująy przy ounięiu w ierzy, zleży o położeni pozzeólnyh łęzi wzlęe śro zoweo ułu wpółrzęnyh {} ry.. Zn ± przehozi w + l łęzi leżąyh powyżej śro zoweo ułu wpółrzęnyh w zreie otnih wrtośi oi z, ntoit w zn l łęzi leżąyh poniżej śro zoweo ułu wpółrzęnyh w zreie ujenyh wrtośi oi z. Mierze przeztłeni jenoroneo związneo ze śroi iężośi złonów i łęzi i ją oólną potć: 5 Zni ± wytępująe przy łnih eleentów, i, ierzy 5 przehozą w zn l łęzi {,, f }. Zn ±, wytępująy przy łniu, eleentu, ierzy 5, przehozi w zn l łęzi {,, f }. Zn ± wytępująy przy łniu, eleentu, ierzy, przehozi w zn l łęzi leżąyh poniżej śro zoweo ułu wpółrzęnyh {}. Mierze przeztłeni jenoroneo związneo ze śroi iężośi złonów i łęzi i ją oólną potć: R 6 zie: R, 6. 6
Syte pozyjonowni łowi Zni ±, wytępująe przy łnih eleentów, i, ierzy 6 przehozą w zn l łęzi {,, f }. Zn ± wytępująy przy łniu, eleentu, ierzy, przehozi w zn l łęzi {,, f }. Zn ±, wytępująy przy łniu, eleentu, ierzy, przehozi w zn l łęzi leżąyh poniżej śro zoweo ułu wpółrzęnyh {}.. MACERZE JAKOBANOWE ŚRODKÓW CĘŻKOŚC MLMANPULAORA ROZGAŁĘZONEGO Mierze joinowe, forułowne l śroów iężośi pozzeólnyh złonów rzew ilinipultor yteu pozyjonowni łowi, reprezentują związi poięzy uoólnionyi pręośii przeuowyi pręośią liniową eleenty zwrte w pierwzy wierzu ierzy joinowyh i ątową neo śro iężośi wyrżoną w zowy ułzie wpółrzęnyh {}. Liz ierzy joinowyh równ jet uie wzytih śroów iężośi onr i łęzi. Oólne potie ierzy joinowyh śroów iężośi l nlizowneo ilinipultor ą przetwione poniżej: S z o o J 7 z S z o o S z o o J 7 z z S z o o S z o o S z o o J 7 z z z S z o o S z o o S z o o z J 7 z z z zie: Sx reprezentuję ierz ośnie yetryzną wetor x, oi reprezentują śroi ułów wpółrzęnyh porywjąyh ię ze śroi iężośi złonów, zi reprezentują werory oi z ułów wpółrzęnyh. Wzytie potrzene wetory o olizeni poti ierzy joinowyh ożn znleźć w ierzh, 5, 6. Wyniowe ierze joinowe l ilinipultor rozłęzioneo, onr i łęzi ją potć:
. rwińi l śro iężośi złonu onr: J 8 l pierwzyh śroów iężośi złonów łęzi i : J 8, l ruih śroów iężośi złonów łęzi i : J 8 Zni ±, wytępująe w ierzy 8, przehozą w zni l łęzi. Mierze trzeih śroów iężośi złonów łęzi ą rzo rozuowne i nie zotną tutj przetwione. 5. MACERZ BEZWŁADNOŚCOWA MLMANPULAORA Mierze joinowe 8 niezęne ą o forułowni ierzy ezwłnośiowej yteu pozyjonowni łowi. Mierz ezwłnośiową uzyuje ię pośrenio forułują njpierw wyrżeni opiująe enerię inetyzną ilinipultor yteu pozyjonowni, ntępnie wyorzytują ft, że eneri inetyzn oże yć reprezentown w poti fory wrtowej [6], forułujey ierz ezwłnośiową. Mierz ezwłnośiow truturę loową opowijąą przyjęteu poziłowi
Syte pozyjonowni łowi 5 łńuh inetyzneo ilinipultor n onr i złony pozzeólnyh łęzi. Mierz ezwłnośiow Dr ntępująą uowę loową: D r 9 zie: ierz ezwłnośiow włn onr o wyirze ;, ierze ezwłnośiowe włne łęzi o wyirh ;, ierze przężeń ezwłnośiowyh łąź onr o wyirh. Eleentrne ierze loowe olizone n potwie eleentów ierzy joinowyh 8 orz ierzy przeztłeń jenoronyh 6 l śroów iężośi ją potie: ierz ezwłnośiow onr: z z z z z zie: złonu onr, i y złonów łęzi, z owy oent ezwłnośi złonu onr, zi owe oenty ezwłnośi łęzi. Eleenty ierzy {, } ezwłnośi włnyh łęzi {, } ją potć: l łęzi : z l łęzi : z Eleenty orz ierzy {, } ezwłnośi włnyh łęzi {, } ją potć: z z Eleenty ij ierzy {, } ezwłnośi włnyh łęzi {, } ją potć: l łęzi :
6. rwińi l łęzi : 5 Eleenty ij ierzy {, } przężeń ezwłnośiowyh łąź onr ją potć: l łęzi : z z 6 l łęzi : z z 7 Wypełnienie ierzy ezwłnośiowej eleenti różnyi o zer potć: y r D 8 W elu ipleentji oelu tetyzneo ilinipultor rozłęzioneo yteu pozyjonowni łowi równni jeo ynii nleży przetwić w poniżzej poti: G Cq Q D q r, 9 zie: Dr ierz ezwłnośiow, C ierz ił ośroowyh i Corioli, G wetor ił/oentów orwityjnyh, Q wetor uoólnionyh wyuzeń, q, q wetory uoólnione opowienio: przyśpiezeni i pręośi. Mierz ezwłnośiową owrotną ożn olizyć orzytją z teorii ierzy loowyh [5], po owróeniu potć ierzy owrotnej wyrżonej wzlęe eleentrnyh ierzy loowyh prze owróenie jet ntępują [5]:
Syte pozyjonowni łowi 7 D y r zie:,,. Mierz C ił ośroowyh i Corioli orz wetor G ił/oentów orwityjnyh oą yć wyprowzone n potwie eto prezentownyh w [6, 7]. 6. PRZYKŁADOWE WYNK BADAŃ SYMULACYJNYCH W elu oreśleni potwowyh włnośi orz twierzeni forlnej poprwnośi forułownyh oeli tetyznyh wyonno ni różnyh tnów yniznyh rozłęzioneo ilinipultor. Przeprowzono ni eo ilinipultor orz ilinipultor wpółprująeo z ilniie VCM [8]. Bni eo ilinipultor wyonno przy ru jiholwie oentów npęowyh, łyh tłuienih w przeuh i zerowyh ztywnośih w przeuh i, ilinipultor ył t zorientowny w przetrzeni, że jeo oś z zoweo ułu wpółrzęnyh {} ył protopł o linii ewipotenjlnyh pol rwityjneo. Ry.. Przeiezzenie ątowe przeuu w funji zu Fi.. Anulr ipleent of joint v tie Przy zerowyh wrunh pozątowyh przeiezzeniu ątoweu, wynijąeu z ziłni rwitji, powinny ule złony łęzi, njrziej petulrne przeiezzenie powinno oyć ię w przeuh i. Przyłowe przeiezzenie ątowe przeuu przetwiono n ry.. Człon łęzi op i w tnie utlony
8. rwińi przyjuje pozyję ątową niepełn 9 o, o wyni z rozłu pozotłyh złonów tej łęzi ry.. Bni yulyjne ilinipultor wpółprująeo z ilniie VCM przeprowzono przy tyh yh wrunh pozątowyh l równń różnizowyh ilinipultor. Moel tetyzny ilni VCM przetwiony zotł w [8]. Jo etoę terowni ytee pozyjonowni wyrno terownie zooptylne, przy zy terownie o ztoowno tylo o przeuu potwoweo pozotłe przeuy ilinipultor nie poleły terowniu i zilniu. Metoę terowni zooptylneo oprto n inforjh przetwionyh w [9]. Przyłowe przeiei przeiezzeń ątowyh orz pręośi zprezentowno n ry. 5-8. Ry.5. Przeiezzenie ątowe przeuu w funji zu. Sterownie zooptylne Fi. 5. Anulr ipleent of joint v tie. ie Optil Control Ry. 6. Pręość ątow przeuu w funji zu. Sterownie zooptylne Fi. 6. Anulr pee of joint v tie. ie Optil Control Ry. 7. Przeiezzenie ątowe przeuu w funji zu Fi. 7. Anulr ipleent of joint v tie
Syte pozyjonowni łowi 9 Ry. 8. Przeiezzenie ątowe przeuu w funji zu Fi. 8. Anulr ipleent of joint v tie 7. PODSUMOWANE Przetwiony oel tetyzny ułu przenieieni npęu yteu pozyjonowni łowi ilinipultor rozłęzioneo pozwl n nlizę wzjenyh oziływń yniznyh poięzy pozzeólnyi łęzii. Z otnie przężeni zwrotne w prezentowny oelu tetyzny opowiezilne ą łnii ierzy owrotnej., znjująe ię w jej rui wierzu ottniej oluny. Prezentowny oel tetyzny uożliwi relizję tzw. openji ou łowiy orz reulję wyoośi lotu łowi n powierzhnią nośni nyh. Prezentowne wynii ń yulyjnyh potwierzją prwiłowe forułownie oelu tetyzneo ilinipultor rozłęzioneo yteu pozyjonowni łowi. BBLOGRAFA. rwińi.: Mthetil oel of he tutor of hr-i rive with pive joint. Eletrootion 7, No., Vol., p. -7.. Srjli E., Yht C., Corero M., Fujit H.: Eletrotti rotry tepper irootor for ew nle opention in hr i rive. n EEE nt. Conf. on Miro Eletro Mehnil Syte - MEMS 9, p. 79-8.. Unite Stte Ptent 795856 Di-rive Slier Dein for herl Fly-heiht Control n Burnihin-on-en, Ferury 9.. Shirtu., Atui., Kurit M., Shiizu Y., n H.: Dynilly Controlle herl Flyin-Heiht Control Slier. EEE rntion on Mneti 8, Vol., No., p. 695-697. 5. rwińi.: Owrnie ierzy o wyrnyh truturh przy pooy ierzy loowyh. Przelą Eletrotehnizny 9, R. 85, nr 6/9,. 98-.
. rwińi 6. Aie-Wóji., Mzyńi A., Wojieh S.: Ztoownie etoy przeztłeń jenoronyh w oelowniu ynii urzązeń offhore. WKŁ, Wrzw 8. 7. Spon M.W., Viyr M.: Dyni i terownie rootów. WN, Wrzw 997. 8. rwińi.: Moel tetyzny ilni VCM z nierównoierny rozłe pol netyzneo w zzelinie powietrznej. Przelą Eletrotehnizny 7, nr,. -7. 9. Chen B.M., Lee.H., Pen K., Ventrnn V.: Hr Di Driver Serwo Syte. Avne in nutril Control. Spriner-Verl, Lonon 6. Pr nuow finnown ze śroów n nuę w lth 9 - jo projet wzy N N5 557. Wpłynęło o Reji ni 8 runi 9 r. Reenzent: Prof. r h. inż. Mrin Łunizyn Atrt n hi rtile the etho of forultin the thetil oel of rnhe ineti hin of he poitionin yte i preente. he he poitionin yte of tore evie hr i rive y e nlyze onnetion of tree in prt: rive trnfer yte, rive yte n ontrol yte. he rive trnfer yte y e oniere peil e of root nipultor. he funentl ifferene etween the root nipultor n nipultor of he poitionin yte re, eie eoetril ienion, the rne of nulr otion in oneutive joint. he nulr otion rne in he poitionin yte re ll n reh in funentl joint / of whole rottion nle, n few or hunreth prt of eree in the ret joint. he propoe truture of ineti hin w in hpter preente. hi ineti hin onit of ouh n two rnhe n i in Fi. preente. he forwr ineti n ineti of enter of lin e w preente in hpter. he erie ineti hin i in Fi. preente. For ineti eription the Denvit-Hrtener nottion w hoen. n hpter the enerl reltion for join trie w iven, in on thi reltion ll neee trie for yni inertil trix forultion w lulte n they re expree y Eqn 8.-. he inertil trix h lo truture Eqn. 9 n Eqn. 8, n it lo oponent re relte with: elf inertil trix of ouh Eqn., elf inertil trie of rnhe Eqn. -5 n utul inertil ouplin ouh-rnh trie Eqn.6 n Eqn.7. All oponent of ove entione trie re iven in hpter 5. Exeplry iultion reult of rnhe ilinipultor of he poitionin yte without
Syte pozyjonowni łowi ny externl rivin torque n when the ilinipultor w riven y VCM otor n tie optil ontrol w et re in hpter 6 preente. he propoe thetil oel of rnhe ilinipultor of he poitionin yte llow for he ew opention [] n ontrol of fliht heiht of the he [, ] nlyi. Alo the utul intertion etween rivin irootor tutor elonin to ifferent rnhe re poile.