Моделирование взаимодействия ствола дерева со схватом манипулятора

Abstract

В работе рассматривается вопрос о взаимодействии ствола дерева со схватом манипулятора на режиме подъема. Ствол дерева моделируется в виде набора жестких стержней, соединенных упругими шарнирами. Влияние кроны дерева моделируется силой сопротивления, пропорциональной скорости и, в соответствии с ее расположением, приложенной к последним стержням модели. Воздействие манипулятора на ствол дерева представлено посредством двух пружин. Вертикальная пружина моделирует приведенную вертикальную жесткость манипулятора, вторая пружина описывает жесткость, препятствующую повороту ствола в cхвате манипулятора. Демпфирующие свойства манипулятора учтены путем введения в систему уравнений, описывающих механическую систему, диссипативной функции Релея. На манипулятор накладывалось кинематическое возбуждение в виде вертикального перемещения с различными режимами движения. Для рассматриваемой системы составлена и решена система уравнений Лагранжа второго рода. Изучен динамический отклик механической системы ствол дерева – манипулятор для различных режимов подъема. Получены зависимости силы воздействия ствола дерева на манипулятор от времени. Определен режим подъема, обеспечивающий наименьшие динамические нагрузки на манипулятор. Рассмотренная модель позволила учесть влияние упругости ствола дерева на силу, действующую на схват манипулятора.