Optimization of kinematic parameters of JCK manipulator

Abstract

Streszczenie: W pracy omówiono optymalizację studenckiego prototypu manipulatora JCK typu 5R pod kątem poprawy osiągów związanych z udźwigiem i prędkością chwytaka poprzez zmiany wybranych parametrów, jak: wymiary stałe, przełożenia układu napędowego oraz typ serwonapędu. Do tego celu sformułowano w środowisku Matlab model kinetostatyczny manipulatora JCK. Zadanie optymalizacji wielokryterialnej z ograniczeniami rozwiązano wykorzystując algorytmy genetyczne. Uzyskane rozwiązania Pareto-optymalne opisują problem kompromisu konstrukcyjnego, tj. manipulator o zwiększonej prędkości daje mniejszą nośność, i odwrotnie.Słowa kluczowe: optymalizacja, manipulator, projektowanie, kinetostatyka. OPTIMIZATION OF KINEMATIC PARAMETERS OF JCK MANIPULATORSummary: The paper describes an optimization problem of student's JCK manipulator of 5R type with respect to a performance increase related with maximal payload and end-effector velocity. The optimization decision variables were chosen as: constant dimensions of the manipulator, kinematic ratios of powertrain, and type of DC motors. In order to evaluate the optimization goal function it was necessary to formulate a kinetostatic model of JCK manipulator in Matlab environment. Multicriteria optimization task with constraints was solved by using genetic algorithms. The obtained Pareto-optimal solutions describe design trade-off between greater payload and velocity capabilities of the manipulator..