Пространственная переориентация твердого тела посредством подвижной массы при наличии внешних сил, заданных как функции времени

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано пространственное движение механической системы, состоящей из твердого тела и подвижной точечной массы, взаимодействующих друг с другом посредством незаданных внутренних сил. Задача состоит в построении такой траектории для точечной массы, при движении по которой твердое тело под действием силы взаимодействия с этой массой меняет свою ориентацию в пространстве по известной программе. Предполагается наличие действующих на оба объекта внешних сил, заданных как функции времени. Получена разрешенная относительно производных система из трех обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка, позволяющая решить задачу. Эти соотношения можно использовать для управления космическими аппаратами и робототехническими системами.

Об авторах

А. М. Шматков

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: shmatkov@ipmnet.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Xu J., Fang H. Improving performance: recent progress on vibration-driven locomotion systems // Nonlinear Dyn., 2019. V. 98. N 4. P. 2651–2669.
  2. Liu Y., Chernousko F.L., Terry B.S., Chávez J.P. Special issue on self-propelled robots: from theory to applications // Meccanica. 2023. V. 58. P. 317–319.
  3. Schmoeckel F., Worn H. Remotely controllable mobile microrobots acting as nano positioners and intelligent tweezers in scanning electron microscopes (SEMs) / Proc. Intern. Conference Robotics and Automation. 2001. IEEE, N.Y. P. 3903–3913.
  4. Lampert P., Vakebtutu A., Lagrange B., De Lit P., Delchambre A. Design and performances of a one-degree-of-freedom guided nano-actuator // Robot. Comput. Integr. Manuf. 2003. V. 19. N 1/2. P. 89–98.
  5. Vartholomeos P., Papadopoulos E. Dynamics, design and simulation of a novel micro-robotic platform employing vibration microactuators // J. Dyn. Syst. Meas. Control. 2006. V. 128. N 1. P. 122–133.
  6. Gradetsky V., Solovtsov V., Kniazkov M., Rizzotto G.G., Amato P. Modular design of electromagnetic mechatronic microrobots / Proc. of 6th Intern. Conference Climbing and Walking Robots (CLAWAR). 2003. Catania, Italy. P. 651–658.
  7. Черноусько Ф.Л. О движении тела, содержащего подвижную внутреннюю массу // ДАН. 2005. Т. ٤٠٥. № ١. С. 56–60.
  8. Bolotnik N.N., Figurina T.Yu., Chernousko F.L. Optimal control of the rectilinear motion of a two-body system in a resistive medium // J. Appl. Math. Mech. 2012. V. 76. N 1. P. 1–14.
  9. Li H., Furuta K., Chernousko F.L. Motion generation of the Capsubot using internal force and static friction / Proc. 45th IEEE Conference on Decision and Control. 2006. San Diego, USA. P. 6575–6580.
  10. Zimmerman K., Zeidis I., Bolotnik N., Pivovarov M. Dynamics of a two-module vibration-driven system moving along a rough horizontal plane // Multibody Syst. Dyn. 2009. V. 22. N 2. P. 199–219.
  11. Chernousko F.L. Two-dimensional motions of a body containing internal moving masses // Meccanica. 2016. V. 51, N 12. P. 3203–3209.
  12. Черноусько Ф.Л. Оптимальное управление движением двухмассовой системы // ДАН. ٢٠١٨. Т. 480. № 5. С. 528–532.
  13. Шматков А.М. Поворот тела за кратчайшее время перемещением точечной массы // ДАН. 2018. Т. 481. № 5. С. 498–502.
  14. Bolotnik N., Figurina T. Controllabilty of a two-body crawling system on an inclined plane // Meccanica. 2023. V. 58. P. 321–336.
  15. Figurina T., Knyazkov D. Periodic regimes of motion of capsule system on rough plane // Meccanica. 2023. V. 58. P. 493–507.
  16. Chernousko F.L. Controlling the orientation of a solid using the internal mass // J. Appl. Mech. Tech. Phys. 2019. V. 60. N 2. P. 278–283.
  17. Naumov N.Yu., Chernousko F.L. Reorientation of a rigid body controlled by a movable internal mass // J. Comput. Syst. Sci. Int. 2019. V. 58. N 2. P. 252–259.
  18. Chernousko F. Reorientation of a rigid body by means of auxiliary masses // Meccanica. 2023. V. 58. P. 387–395.
  19. Shmatkov A.M. Objects changing the spatial orientation of a solid body by using mobile mass // J. Comput. Syst. Sci. Int. 2020. V. 59. N 4. P. 622–629.
  20. Белецкий В.В., Яншин А.М. Влияние аэродинамических сил на вращательное движение искусственных спутников. Киев: Наук. думка, 1984. 187 с.
  21. Shmatkov A.M. Changing the spatial orientation of a rigid body using one moving mass in the presence of external forces // Meccanica. 2023. V. 58. P. 441–450.
  22. Маркеев А.П. Теоретическая механика. М.: ЧеРо, 1999. 572 с.
  23. Журавлев В.Ф. Основы теоретической механики. М.: Физматлит, 2008. 304 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024