Kinematics of Machines

Dynamic simulation procedures of flight vehicle (fixed-wing, rotorcraft, UAV, satellite) 3D manoeuvres need robust and efficient integration methods in order to allow for reliable, and possibly real-time, simulation missions. Since flight vehicle 3D manoeuvres necessary include complete 3D rotation domain, such procedures also require an efficiency way of dealing with large 3D rotation. Usually, in this context, the simulation procedures built around the standard numerical ordinarydifferential-equations (ODE) based on three-parameters rotation variables (such as Euler angels) have their limitations, as they impose discontinuities or even singularities in the flight vehicle attitude integral curves. Most commonly, the quaternion representation is widely used in flight simulation to overcome the mentioned deficiency [1]. However, if quaternions are used for a parameterisation of the rotation manifold, the standard model leads to integration of differential-algebraic equations (DAE) th...

The Orbital Engine also belongs to the internal combustion engine category. Its concept works very well at compressor or other alternative movement application. The Orbital Engine has the simplest possible way to convert the linear movement into rotational one and conversely. It does away with the crankshaft and the angular connecting rod, so it is simpler and more cost effective to manufacture, assemble and maintain. The concept of Orbital Engine can also be advantageous at the hybrid powered vehicle designs, the ceramic engine designs and lends itself to be made using powder metal and/or 3D printing technology. Since the Orbital Engine has fewer moving parts and requires less material, consequently it has less weight, less material stress, lower manufacturing cost, and greater efficiency.
Furthermore, any number of units can be employed along a straight transmission shaft and the number of effectively operating units are easily variable.

In the rapidly advancing field of robotics, mathematical tools have become essential for addressing the complex challenges associated with motion analysis and optimization [1-9]. This paper explores the hyper-state of a rigid body in motion, focusing on its position, velocity vector field, and acceleration vector field. It proposes hypercomplex entities representing the hyper-state of motion for rigid bodies and multibody systems. This trident algebra extends dual algebra applied in rigid body kinematics. A differential transform, a symbolic representation that links a real-time function with a trident time function, is the cornerstone of this approach. The analysis employs automatic differentiation through nilpotent trident algebra, eliminating the need for further differentiation concerning time. A proper orthogonal trident tensor and trident unit quaternions encompasses the hyper-state of the rigid body and is an isomorphic homogenous trident matrix. A hyper-state analysis of the general cylindrical spatial chain is presented. The POE quaternionic formula for the hyper-state of lower-pair kinematics chains is demonstrated in compact representation. In the end an application for the hyper-state of a four-degrees-of-freedom general serial 3C manipulator by trident unit quaternions is presented. Moreover, the significant impact of nilpotent algebra extends to automatic differentiation [5], [10], a critical method for achieving accurate computations. This capability is essential for skillfully and precisely navigating complex optimization landscapes.

This paper revisits the notion of free configuration space and reviews some of its path-connectivity related properties. Literature on motion planning reveals at least three different definitions for the free configuration space of a robot in the presence of obstacles. This paper shows that, assuming regularity of both object and obstacles, those three definitions are equivalent. We show the three definitions regularize the free space and therefore prevent the existence of "thin bits", or low dimensional strata. The paper concludes discussing a series of properties regarding the existence and smoothability of contact-free paths between pairs of configurations.

У книзі " Технічне обслуговування металургійного обладнання" розглянуто: організацію проведення технічного обслуговування  металургійного обладнання, методи і засоби балансування обертальних деталей і вузлів, практичні основи технічного контролю і діагностики, характеристики сучасних мастильних матеріалів та обладнання для змащення, методологію ТО гідро- і пневмосистем, на конкретних прикладах міжремонтне обслуговування металургійних агрегатів.

Cable-driven parallel robots are light-weight parallel robots where cables replace rigid actuators to move an end-effector. As a consequence, they can be characterized by very large workspaces, high-dynamic handlings, ease of reconfigurability and/or low-cost architecture. Since the driving links are flexible, the state variables of the robot cannot be always directly measured, thus the development of state observers is essential. In this work a general approach to develop a nonlinear state observer based on an Extended Kalman Filter is proposed and validated numerically by referring to a cable-suspended parallel robot. The state observer is based on a system model obtained converting a set of Differential Algebraic Equations into Ordinary Differential Equations through two different methods: the penalty formulation and the Udwadia-Kalaba formulation.

Nomogragh Two input Gear ratio Velocity ratio Power flow Power losses Electric vehicles Electric vehicles (EVs) are known for their power efficiency and lower pollution levels compared to traditional vehicles. The design of dual-motor EV systems, utilizing planetary gear trains, is a significant area of research. The impact of power circulation on losses in novel and patented planetary gear mechanisms has not been extensively explored in previous configuration design studies, despite its importance as a key component of the mechanism. Accurately understanding the power distribution in a dual-motor system seems to be crucial for fully comprehending an invention. This paper explores the positive aspects and drawbacks of PGT configuration, with a focus on efficiency, which may affect competitiveness in real-world applications. If power flow estimation is not possible or if operating constraints prevent it, it is likely that the patent was not thoroughly examined or the inventor lacked experience in the subject matter. A nomograph is a graphical tool used to analyze the relationships between variables in power-split systems, including power flow and efficiency. A systematic approach is proposed for evaluating the performance and power loss of PGTs. Analytical formulas for powers, losses, and efficiency are derived. A parametric study on a wheel hub motor reveals that a higher gear ratio enhances efficiency and performance, with power flow analysis indicating power circulation and amplification. Controlling gear ratios precisely can change power flow direction, enhancing efficiency. Criteria for no power circulation are established, leading to a new configuration.

We give a new construction of the outer automorphism of the symmetric group on six points. Our construction features a complex Hadamard matrix of order six containing third roots of unity and the algebra of split quaternions over the real numbers.

Clifford algebra or geometric algebra (GA) is a simple and intuitive way to model geometric objects and their transformations. Operating in high-dimensional vector spaces with significant computational costs, the practical use of GA requires dedicated software and/or hardware architectures to directly support Clifford data types and operators. In this paper, a family of embedded coprocessors for the native execution of GA operations is presented. The paper shows the evolution of the coprocessor family focusing on the latest two architectures that offer direct hardware support to up to five-dimensional Clifford operations. The proposed coprocessors exploit hardware-oriented representations of GA elements and operators properly conceived to obtain fast performing implementations. The coprocessor prototypes, implemented on field programmable gate arrays development boards, show significant speedups of about one order of magnitude with respect to the baseline software library Gaigen running on a general-purpose processor. The paper also presents an execution analysis of different GA-based applications, namely inverse kinematics of a robot, optical motion capture, raytracing, and medical image processing, showing good speedups with respect to the baseline general-purpose implementation.

МОДЕРНІЗАЦІЯ ВІДВАЛА БУЛЬДОЗЕРА ПУЛЬСУЮЧИМИ РОЗПУШНИКАМИ
ЗБІРНИК ТЕЗ ДОПОВІДЕЙ 78-Ї ВСЕУКРАЇНСЬКОЇ НАУКОВО-ПРАКТИЧНОЇ СТУДЕНТСЬКОЇ КОНФЕРЕНЦІЇ «НАУКОВІ ЗДОБУТКИ СТУДЕНТІВ У ДОСЛІДЖЕННЯХ ТЕХНІЧНИХ ТА БІОЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМ ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ: КОНСТРУЮВАННЯ ТА ДИЗАЙН»

Resumo As máquinas fazem história? No que consiste a técnica-ou a tecnologia-, já que por vezes o conteúdo referido nesse verbete parece abranger todo conteúdo da atividade humana? Que resultado o avanço das forças produtivas tem nesse devir? Tais questões norteiam a excursão-no formato de revisão literária-em torno do tratamento do tema na filosofia europeia e estadunidense. Como se traçou a fronteira entre ferramentas e máquinas? Entre o qualificado e o mecanicamente determinado? Entre o manufaturado e maquinofaturado? Entre o puramente subjetivo e o puramente objetivo? Entre o projeto e execução? Ao percorrer os discursos que tocam essas dicotomias, indica-se qual pode ser o lugar do ser humano na multitude de processos fabricativos com os quais-com maior ou menor consciência-ele se engaja.

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d'enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Розглянуто процес руйнування ґрунту при повороті ковша екскаватора. Встановлено залежності та пераметри впливу міцності ґрунту на силу різання.The process of soil destruction during the rotation of the excavator bucket is considered. The dependences and diameters of influence of soil strength on cutting force are established

This work presents evaluates the effectiveness of various deep neural network (DNN) architectures for anomaly detection in business processes, which is a critical task in the context of digital transformation and automation of managerial decisions. The study examines and compares different architectures: graph neural networks (GNN) for detecting structural anomalies, recurrent neural networks (LSTM, RNN) and transformers (Transformers) for time series analysis and forecasting, as well as autoencoders (Autoencoders) for processing attribute-based data. An adaptive approach is proposed, integrating the advantages of different models depending on the type and characteristics of a business process. The research is based on a large dataset extracted from a BPMS system, including enriched process graphs with business parameters. Four main types of anomalies are considered: Missing Steps, Duplicate Steps, Wrong Route, and Abnormal Duration. The experimental part of the study evaluates model performance using key metrics, including Precision, Recall, F1-score, AUC-ROC, AUPRC, ADR (Anomaly Detection Rate), FAR (False Alarm Rate), and FNR (False Negative Rate), as well as training time and a confusion matrix for a detailed analysis of predicted class distributions. The results indicate that Transformers achieve the highest accuracy in detecting complex event sequences, GNNs excel in identifying structural anomalies, and Autoencoders perform effectively when working with attribute-based datasets. Recommendations are provided for selecting an appropriate architecture based on the specific characteristics of a business process and computational resource constraints. The findings can be applied to optimize process monitoring, automate anomaly detection, and enhance the efficiency of business process management in a rapidly evolving digital environment.

Kicking accuracy is a crucial component in soccer, considering the amount of research that has taken place in last few decades. Although many studies have been conducted on kicking accuracy, a study on subjects belonging to NorthEast (India) part is not available. Therefore, this study was conducted with an aim to determine and examine the relationship of selected angular kinematic variables between preferred and non-preferred leg in kicking accuracy. A total of ten male soccer players of Shillong Lajong FC (North East, India) performed accuracy kick using with preferred and non-preferred leg. A high-speed camera was used to record the video and later the video was used for data collection. The angular kinematic variables were calculated using Kinovea 0.8.24 software. The data was analyzed using Pearson correlation to identify any possible association between kicking accuracy and selected angular kinematics variables. The results reported no significant relationship of selected angular kinematic variables with kicking accuracy

The direct kinematics problem of parallel mechanisms, that is, determining the pose of the manipulator platform from the linear actuators’ lengths, is, in general, uniquely not solvable. For this reason, instead of measuring the lengths of the linear actuators, we propose measuring their orientations and, in most cases, also the orientation of the manipulator platform. This allows the design of a low-cost sensor system for parallel mechanisms that completely renounces length measurements and provides a unique solution of their direct kinematics.

This book chapter deals with kinematic modeling of serial robot manipulators (open-chain multibody systems) with focus on forward as well as inverse kinematic model. At first, the chapter describes basic important definitions in the area of manipulators kinematics. Subsequently, the rigid body motion is presented and basic mathematical apparatus is introduced. Based on rigid body conventions, the forward kinematic model is established including one of the most used approaches in robot kinematics, namely the Denavit-Hartenberg convention. The last section of the chapter analyzes inverse kinematic modeling including analytical, geometrical, and numerical solutions. The chapter offers several examples of serial manipulators with its mathematical solution.

The hypocycloidal flanks of the cylindrical gear teeth have the flank lines defined by length-ened or shortened hypocycloid and the involute profile. The curved and bulged flanks have some advan-tages, among them being the increased strength in bending and controlled positioning of the contact im-print. The tooth flank generation has on the basis the application of the technological process of milling using a cutting tool with multi-cutters by rolling with mobile line and continuous division. The paper deals with basic aspects regarding kinematics, construction, and running of the multiple cutters milling head for processing teeth with involute profile and hypocycloid at flanks in cylindrical gears. The two curves that define the flank, the involute and hypocycloid, are kinematically and simultaneously gener-ated by rolling. The gears processed by means of the milling head had errors corresponding to the preci-sion steps 8 and 9. The calculation relations and numerical data in the p...

The aim of this study was to examine the effects of ten week soccer push pass drill training on ankle angle and knee joints angle during push pass. A training programme was applied for ten weeks and composed of push pass drill training. There were two groups, Group-I was treated as the Experimental Group (n=10) and another group-II was treated as the Control Group (n=10). The experimental groups performed 10 weeks of push pass soccer drill training (three times per week) and the control group didn't go for any specific soccer drill training. All the subjects were selected adopting purposive random sampling technique. The players were evaluated in two moments, before training (pre-test) and after training (post test). The two-dimensional (Sagittal) high speed cameras were used to capture their performance. Motion Analysis software (Tracker 6.0.6 version) were used to analyze the data. The applied tests were ankle angle and knee angle at the time of ball contact. For statistical analysis IBM SPSS was used to determine descriptive analysis, and to detect significance of mean difference between experimental and control groups in ankle and knee joint angles. The result showed statistically no significant difference in ankle and knee joint angle after push pass soccer drill training.

This paper proposes two analytical methods for studying higher-order accelerations in rigid body plane motion: Euclidean tensors and their representation by complex numbers. The algebraic properties of the complex field with commutative and associative division algebra make this procedure more versatile. The equations that determine the higher-order acceleration field and their properties are presented. The results are in closed-form and coordinates-free. The properties of the velocity, acceleration, jerk, and jounce fields are determined using particular cases.

На шахтах України спостерігались випадки аварійних станів шахтних вентиляційних установок під впливом техногенної пневматичної ерозії ґрунтової основи. Техногенна пневматична ерозія ґрунтової основи відбувається внаслідок розгерметизації вентиляційної камери. Внаслідок впливу градієнта пневматичного тиску між поверхнею і внутрішніми шарами ґрунтового масиву відбувається просочування атмосферного повітря крізь ґрунт до вентиляційної камери, що призводить до висихання скелету ґрунту та дефляції його частинок. Цей процес, в перспективі, спричиняє нерівномірні осідання і руйнування залізобетонних конструкцій фундаменту. Для вказаних випадків запропоновано і впроваджено принцип підсилення монолітних залізобетонних фундаментів із застосуванням буронабивних паль, які влаштовують за периметром фундаменту, утворюючи разом з низьким ростверком і залізобетонною обоймою підсилення конструктивну систему, яка забезпечує передавання навантаження на непошкоджені шари ґрунтової основи. Ключові слова: шахтні вентиляційні установки, залізобетонні фундаменти, техногенна ерозія ґрунту, підсилення фундаментів, буронабивні палі.

Наведено результати контролю межі міцності деталей з полікристалічних матеріалів, який оснований на ефекті амплітудно-залежного внутрішнього тертя. Показано, що зміна міцністних характеристик полікристалічних матеріалів може змінювати фазову швидкість та коефіцієнт поглинання пружної хвилі, за умови її досить великої інтенсивності. На прикладі латуней також показано, що для врахування при контролі як параметрів пружної хвилі, так і параметрів навколишнього середовища необхідно застосовувати плани другого порядку. Ключові слова: амплітудно-залежне внутрішнє тертя, дефектна структура, межа міцності при розриві (часовий опір), міцністні характеристики, нелінійний акустичний ефект, план другого порядку.

In Cable-Driven Parallel Robots (CDPRs), multiple cables forming closed kinematic chains move the end-effector (EE). When the number of cables exceeds the degrees of freedom of the EE, the robot is overconstrained (OCDPR). This architecture helps keep cables taut but introduces actuation control challenges due to constraint redundancy. Hybrid Position-Force Control addresses this by using length-controlled cables to regulate the EE pose and force-controlled cables to manage force distribution. A hybrid control turns out to be a fast and intuitive solution in which, however, the choice of force-controlled cables influences the Wrench-Feasible Workspace. This article introduces the Wrench-Feasible Error-Insensitive Workspace (WFEIW), defined as the set of wrench-feasible poses that can be reached even in the presence of length-and tension-control errors. In particular, the paper shows how this workspace, which is inherently control-dependent, can be optimized. The WFEIW is analyzed for different 8-cable OCDPRs, demonstrating the method's efficacy and generality. Ultimately, the volume of the WFEIW is used as a cost function to optimize a robot geometry, thus showing how the presented method provides a practical synthesis tool for design.

The kinematic analysis of the slider crank mechanism (SCM) for the delta robot arm manipulation was conducted computationally in this paper. New kinematic response models of the slider crank mechanism were developed. Trigonometric and inverse trigonometric functions are used in the novel Akozietic mathematical method, which is appropriate for kinematic analysis of intricate mechanisms like the four-bar mechanism (slider crank). The equilibrium conditions of the forces are used in the Akozietic mathematical technique for a four-bar mechanism. in the mechanism to generate non complicated mathematical models that allow for user-written computer programs in Matlab and other programming languages. According to the velocity profile, the mechanism is under the most stress when the crank angle exceeds 300°, and the velocity is lowest at 180° and 0°. The crank angles where the slider shifts direction are the locations where the velocity passes zero. Comparison of spreadsheet and this new mathematical method for mechanism analysis (Akozietic) with standard numerical solutions performed in Mathematica revealed that the novel mathematical procedure created in this work outperformed the two kinematic analysis techniques that were previously in use.

A six-degree of freedom (DOF) two-radii Gough-Stewart Platform (GSP) can be designed to be dynamically isotropic and has been proposed for micro-vibration isolation. In many applications, the torsional mode can be ignored, and a 5-DOF dynamically isotropic, parallel manipulator capable of attenuating three translational (3T) and two rotational (2R) modes are sufficient. In this work, we present the designs of a novel 5-DOF dynamically isotropic parallel manipulator for vibration isolation where the torsion mode can be ignored. We present closed-form solutions in their explicit form, and these are obtained using a geometry-based approach. The first design is based on a modification to the two radii GSP and provides enhanced design flexibility and feasibility. The second design, with the first five decoupled modes, is based on superposing geometrical parameters of two 3-legged dynamically isotropic or decoupled parallel manipulators. It is shown that this design has two translational modes, namely the X, Y modes, which are decoupled from two rotational modes Rot(X), Rot(Y) and are controlled by two different sets of three legs. This feature can lead

This article deals with the kinematics of serial manipulators. The serial manipulators are assumed to be rigid and are modeled using the well-known Denavit-Hartenberg parameters. Two well-known problems in serial manipulator kinematics, namely the direct and inverse problems, are discussed and several examples are presented. The important concept of the workspace of a serial manipulator and the approaches to determine the workspace are also discussed.

УКРАЇНА (19) UA (11) 133483 (13) U (51) МПК (2019.01) C01B 13/00 МІНІСТЕРСТВО ЕКОНОМІЧНОГО РОЗВИТКУ І ТОРГІВЛІ УКРАЇНИ UA 133483 U (12) ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИДІЛЕННЯ АЗОТУ З ПОВІТРЯ (57) Реферат: Пристрій для виділення азоту з повітря містить вентилятор і електродвигун, які розташовані перед входом у пристрій, магніт, лопатевий вихороутворювач, патрубки. Пристрій оснащений електромагнітом зі змінним електромагнітним полем, величина якого змінюється за допомогою блока керування.

Jupiter robot has made a great impact in the educational field with its support for autonomous navigation, visual perception, and many other features from its artificial intelligence platform's learning box. This study undertakes a kinematic model design of Jupiter's arm to aid the robot's motion stability. This process involved the determination of a homogeneous transformation matrix, followed by the determination of orientation, position, and Euler angles. Ultimately, the homogeneous transformation matrix was successfully derived, and the simplification of direct kinematic matrices was achieved. Consequently, the kinematic analysis for Jupiter's arm was established using the position Denavit-Hartenberg method, orientation, and Euler angles, proving to be valuable in the context of this research.

The Kutzbach criterion, or the Gruebler's criterion, plays a significant role in the study of mechanism kinematics, specifically for determining the mobility of a mechanism. This paper provides an in-depth review of the Kutzbach criterion, its formulation, and practical applications in mechanical engineering, particularly in the analysis of planar and spatial mechanisms. A detailed discussion on its use in determining the degrees of freedom (DOF) in both simple and complex mechanisms is provided. The paper also explores the limitations of the criterion and suggests future directions for research.

ваним та дозволяє враховувати дійсний стан досліджуваної машини, а режими випробувань не порушують фізику процесів старіння і зношування конструктивних вузлів та матеріалів. Бібл. 6, рис. 5. Ключові слова: електрична машина, надійність, температура, вібраційні фактори. Разработана структура диагностического комплекса для испытаний электрических машин на надежность, обеспечивающего необходимые режимы роботы при варьировании температурных и вибрационных факторов. Предложенный комплекс является унифицированным и позволяет учитывать действительное состояние исследуемой машины, а режимы испытаний не нарушают физики процессов старения и износа конструктивных узлов и материалов. Библ. 6, рис. 5.

Developed a comprehensive system for generating of electric energy “Thermoelectric generator – solar collector”. The Sb doped PbTe (n-type of conductivity) and triple compound PbSnTe (p-type of conductivity) were synthesized as basic materials for thermocouples. 

Математичне та комп'ютерне моделювання 136 УДК 534.1 П. Я. Пукач, д-р техн. наук Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів АНАЛІТИЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ЗГИНАЛЬНИХ КОЛИВАНЬ ПРУЖНОГО ТІЛА, ВЗДОВЖ ЯКОГО РУХАЄТЬСЯ СУЦІЛЬНИЙ ПОТІК ОДНОРІДНОГО СЕРЕДОВИЩА Отримано та досліджено асимптотичними методами нелінійної механіки математичну модель системи одномірне пружне тіло -суцільний потік однорідного середовища, що враховує нелінійні пружні властивості тіла і його згинальні коливання, а також щільність і швидкість середовища. Для дослідження моделі використана хвильова теорія руху. Отримані закономірності зміни основних параметрів, що визначають динаміку пружного тіла -амплітуду і частоту нелінійних коливань. Ці закони визначаються геометричними характеристиками пружного тіла, фізичними і механічними властивостями матеріалу, швидкістю тіла, кутовою швидкістю обертання пружного тіла і зовнішніми факторами. Ключові слова: динамічна система, резонансні явища, математична модель, згинальні коливання.

В.В. Драгобецький -д.т.н., проф., завідувач кафедрою технології машинобудування Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського; О.А. Пермяков -д.т.н., проф., завідувач кафедрою технології машинобудування та металорізальних верстатів Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут»; М.К. Резніченко -д.т.н., проф., завідувач кафедрою інтегрованих технологій в машинобудуванні та зварювального виробництва Української інженерно-педагогічної академії Технологічне забезпечення якості продукції машинобудування / Є.А. Фролов, С.І. Кравченко, С.В. Попов, С.М. Гнітько. Полтава, 2019. 204 с. ISBN 978-617-7319-20-6 У монографії комплексно викладено найбільш важливі аспекти і положення, пов'язані з виявленням спадковості при обробленні деталей та складанні вузлів виробів машинобудування, що впливають на їх експлуатаційні характеристики. Представлено фізико-механічні властивості конструкційних матеріалів, що спадкуються, їх геометричні параметри, що утворюються під час технологічних процесів. Запропоновано методики управління якістю продукції машинобудівних підприємств на стадіях конструювання та виробництва. Рекомендується для наукових робітників, інженерно-технічних робітників, які займаються створенням та експлуатацією виробів у галузі машинобудування, а також студентів вищих навчальних закладів механічних спеціальностей галузі знань «Механічна інженерія».

Кандидат технічних наук, доцент* *Кафедра технології машинобудування Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка пр. Першотравневий, 24, м. Полтава, Україна, 36011 Досліджено вплив кута повороту кривошипа та рівня початкового тиску в комбінованому компенсаторі на вели чину тиску подачі розчинної суміші та пульсації її пода чі протягом робочого циклу однопоршневого розчинонасо са. Розроблено конструкцію поршневого розчинонасоса, який забезпечить стабільний тиск подачі, помірний рівень пульсації під час перекачування. Подано рекомендації сто совно його налаштувань для високоефективної експлуа тації у різних галузях промисловості Ключові слова: ступінь пульсації тиску, комбінований компенсатор, тиск подачі, кривошип, такт нагнітання, такт всмоктування, стиснуте повітря, хід поршня Исследовано влияние угла поворота кривошипа и вели чины начального давления в комбинированном компен саторе на величину давления подачи растворной смеси и пульсации ее подачи на протяжении рабочего цикла однопоршневого растворонасоса. Разработана конструк ция поршневого растворонасоса, который обеспечит ста бильное давление подачи, умеренный уровень пульсации при перекачивании. Приведены рекомендации относитель но его настроек для высокоэффективной эксплуатации в разных отраслях промышленности Ключевые слова: степень пульсации давления, ком бинированный компенсатор, давление подачи, кривошип, такт нагнетания, такт всасывания, сжатый воздух, ход поршня

Computing joint commands in real time by solving an inverse kinematic (IK) problem is an important manipulation task that is commonly encountered in agricultural operations such as fruit harvesting, disease detection and leaf sampling. To date, different numerical and analytical approaches have been proposed, and many of them are able to take constraints into account. In this study, a set of analytical algorithms is investigated to quickly solve the constrained five-degree-of-freedom inverse kinematic problem. The constraints due to actuator limitations and mechanical design of the mechanism are utilised in generating the solution sets for joint variables. Also a suboptimal solution for the inverse kinematic problem within this set is derived. The proposed methods are compared with a typical numerical solution based on non-linear constrained optimisation. It is shown that the proposed analytical and suboptimal semi-analytical solutions can be found in a much quicker fashion as compa...

The set of rigid displacements of the end-effector of a mechanism is ordinarily a manifold of the special Euclidean group SE(3). The tangent spaces of the manifold form vector spaces of twists describing the end-effector instantaneous motions. The twist space at any generic pose is often required to be a rigidly-displaced copy of the twist space in the home configuration: when this happens the twist space and the corresponding manifold are called persistent. There are three known families of persistent manifolds of SE(3). The first one comprises the Lie groups of SE(3), for which the twist space is invariant and coincides with a subalgebra of the Lie algebra of SE(3). The second family includes the symmetric spaces of SE(3), for which the twist space is a persistent Lie triple system. The third family is a subset of the product-of-exponential (POE) manifolds, which emerge by the product of two or more Lie groups and naturally describe the motion of serial chains. While the classification of Lie groups and symmetric spaces of SE(3) is state-of-the-art, the classification of persistent POE manifolds is yet to be completed. This paper provides the derivation and classification of persistent POE manifolds of dimension 3.

This report presents the design, implementation, and operation of an omnidirectional mobile robot equipped with Mecanum wheels, enabling precise motion in any direction. The robot's development included a MATLAB simulation to model its movement within a square area, which provided valuable insights into kinematic behavior and design optimization. Subsequently, an ultrasonic sensor-based obstacle avoidance system was integrated to achieve autonomous navigation. This report details the robot's mechanical design, control systems, obstacle avoidance logic, simulation results, and experimental outcomes. Recommendations for future improvements are also provided.

Parallel manipulators have a rigid structure and can pick up the heavy objects. Therefore, a parallel manipulator has been developed based on the cooperative of three arms of a robotic system to make the whole system suitable for solving many problems such as materials handling and industrial automation. The three revolute joints are used to achieve the mechanism operation of the parallel planar robot. Those revolute joints are geometrically designed using an open-loop spatial robotic platform. In this paper, the geometric structure with three revolute joints is used to drive and analyze the inverse kinematic model for the 3RRR parallel planar robot. In the proposed design, three main variables are considered: the length of links of the 3RRR parallel planar robot, base positions of the platform, and joint angles’ geometry. Cayley-Menger determinants and bilateration are proposed to calculate these three variables to determine the final position of the platform and to move specific objects according to given desired trajectories. The proposed structure of the 3RRR parallel planar robot is simulated and different desired trajectories are tested to study the performance of the proposed stricter. Furthermore, the hardware implementation of the proposed structure is accomplished to validate the design in practical terms.

Основою гірничо-металургійного комплексу України є підприємства по видобутку і переробці залізних руд, 77% виробничих потужностей яких сконцентровано у Криворізькому басейні Дніпропетровської області. Це п'ять із семи гірничо-збагачувальних комбінатів, які видобувають магнетитові кварцити і збагачують зміст заліза до 65%. Труднощі з підтримки і розвитку гірничого виробництва полягають у тому, що на кар'єрах України працює велика кількість гірничих машин, які вичерпали свій нормативний термін служби. Усереднене зношення обладнання досягає 80-100%. У роботі знаходяться машини, які відпрацювали 1,5-2 нормативних терміну. Такий стан техніки вимагає модернізації або заміни застарілих машин новими. Так, відповідно до програми розвитку гірничорудних підприємств Дніпропетровської області потреба у бурових верстатах (БВ) складає не менше 90 одиниць, екскаваторів і роторних комплексів -65, великовантажних автосамоскидів -158. Наявність на території України науково-дослідних центрів, підприємств електротехнічної та машинобудівної промисловості, які опанували сучасні технології, дозволяє успішно вирішити існуючу проблему підтримки і підвищення ефективності виробництва залізорудної сировини. Буріння вибухових свердловин шарошковими долотами -найбільш енерго-і матеріалоємний процес в існуючій технології видобутку корисних копалин відкритим способом. Вартість бурових робіт на кар'єрах складає від 16 до 36% загальних витрат, що припадають на видобуток тонни корисних копалин. Підвищення ефективності руйнування гірської породи шарошковим долотом безпосередньо пов'язане з рівнем досконалості приводних систем БВ. Стійке зростання цін на енергоносії, електроенергію та витратні мате-ріали робить актуальним застосування енерго-і ресурсозберігаючих тех-нологій при видобутку гірничих порід на кар'єрах України. На теперішній час це набирає більшої значимості, тому що на кар'єрах працюють БВ, які повністю вичерпали свій нормативний термін служби. Такий стан техніки спричинив не тільки Рис. 1. Розрахункова схема бурового поставу

This paper introduces a novel closed-form coordinate-free expression for the
higher-order Cayley transform, a concept that has not been explored in depth before. The transform is defined by the Lie algebra of three-dimensional vectors into the Lie group of proper orthogonal Euclidean tensors. The approach uses only elementary algebraic calculations with Euclidean vectors and tensors. The analytical expressions are given by rational functions by the Euclidean norm of vector parameterization. The inverse of the higher-order
Cayley map is a multi-valued function that recovers the higher-order Rodrigues vectors (the principal parameterization and their shadows). Using vector parameterizations of the Euler and higher-order Rodrigues vectors, we determine the instantaneous angular velocity (in space and body frame), kinematics equations, and tangent operator. The analytical expressions of the parameterized quantities are identical for both the principal vector and
shadows parameterization, showcasing the novelty and potential of our research.

Мета. Робота спрямована на дослідження впливу умов і тривалості експлуатації металоконструкцій стріли буртоукладника на механічні властивості матеріалу та його корозійне розтріскування під напруженням. Необхідним при цьому є підвищення точності аналізу ресурсу стрілових металоконструкцій підйомнотранспортувальних машин. Методика. Зразки для проведення експериментальних досліджень виготовляли із елементів стріли тривало експлуатованого буртоукладника, в яких виникали найбільші робочі напруження. Місця виникнення найбільших зусиль в елементах стрілових конструкцій визначали на її 3D моделі в процесі аналізу отриманих карт напружень методом скінченних елементів. Експериментальні дослідження проводили на установці УВП-6, на якій визначали характеристики міцності й пластичності зразків двох типів шляхом їх розтягу зі швидкістю деформації 10 -5 с -1 та 10 -6 с -1 на повітрі та в середовищі синтетичного дощу. Металографічні дослідження проводили на сканувальному електронному мікроскопі. Результати. Експериментально встановлено, що після довготривалої експлуатації стріли буртоукладника матеріал її найбільш навантажених елементів зазнав змін щодо характеристик міцності та пластичності. За сумісної дії корозійного середовища та найбільших навантажень на поверхні матеріалу з'являються виразки, точкові дефекти, які є концентраторами локальних механічних напружень, що знижує ресурс елементів конструкції стріли. Наукова новизна. 1) вперше встановлені закономірності зміни механічних властивостей тривало експлуатованої металоконструкції стріли буртоукладника, виготовленої з матеріалу Ст. 3; 2) одержала подальший розвиток методологія оцінки залишкового ресурсу тривало експлуатованої стрілової металоконструкції підіймально-транспортувальної машини за рахунок врахування сумісної дії вібраційних і динамічних навантажень та корозійного середовища. Практична значимість. Визначення залишкового ресурсу тривало експлуатованих стрілових металоконструкцій підіймально-транспортувальних машин необхідно проводити з урахуванням деградації механічних властивостей матеріалу, а також динамічного характеру їх навантаження. Одержані закономірності щодо зміни механічних властивостей та корозійного розтріскування під навантаженням матеріалу стріли посприяють підвищенню точності оцінки недовговічності залишкового ресурсу несучих металоконструкцій. Ключові слова: стріла буртоукладника; робочі напруження; корозійне середовище; зміна механічних властивостей; пошкодження поверхні матеріалу; залишковий ресурс Вступ Сучасні потокові технологічні та автоматизовані лінії, які широко застосовуються в машинобудуванні, автомобілебудуванні, гірничій, вугільній, будівельній, харчовій промисловості, сільському господарстві тощо, потребують застосування підіймально-транспортних машин та механізмів різних типів, що забезпечують безперервність, ритмічність та високу продуктивність виробничих процесів. Підіймальнотранспортне обладнання відіграє все важливішу роль у технологічних процесах і стає одним із найважливіших чинників, що визначають досконалість та ефективність виробництв. На багатьох виробництвах застосовуються комплекси підіймально-транспортних машин

УКРАЇНА (19) UA (11) 108897 (13) C2 (51) МПК G01N 3/56 (2006.01) ДЕРЖАВНА СЛУЖБА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ УКРАЇНИ UA 108897 C2 (12) ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ОЦІНКИ ТРИБОТЕХНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПЛУНЖЕРНИХ ПАР ПАЛИВНОГО НАСОСА ВИСОКОГО ТИСКУ (57) Реферат: Винахід застосовується у випробувальній техніці для дослідження процесів тертя в середовищах, різних за походженням, паливно-мастильних матеріалів. Пристрій для оцінки триботехнічних властивостей містить корпус, в якому встановлена пара тертя "плунжер-втулка" зворотно-поступального руху, пружний елемент, який одночасно є несучим елементом, тензодатчики для контролю зміни сил тертя з подальшим реєструванням на комп'ютері, пристрій оснащений додатковою парою тертя "плунжер-втулка", яка встановлена на подовженому валу електродвигуна. Винахід дає можливість скоротити робочий час при оцінці змащувальних властивостей паливно-мастильних матеріалів. (21) Номер заявки: a 2013 04716 (22) Дата подання заявки: 15.04.2013 (24) Дата, з якої є чинними права на винахід:

УКРАЇНА (19) UA (11) 70726 (13) U (51) МПК G01N 3/56 (2006.01) ДЕРЖАВНА СЛУЖБА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ УКРАЇНИ UA 70726 U (12) ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (54) МАШИНА ТЕРТЯ (57) Реферат: Машина тертя містить корпус, на якому встановлений важіль з тримачем, на поверхні якого закріплено прямокутний зразок, привод обертання циліндричного контрзразка, системи навантаження та вимірювання основних параметрів, індикатор контролю сили тертя.