Виды Роботов По Назначению И Внешнему Виду



виды роботов по назначению и внешнему виду

Виды манипуляторов и промышленных роботов

Читайте также:

Манипулятором называют техническое устройство, предназначенное для воспроизведения рабочих функций руки человека.

Первые конструкции манипуляторов не только по назначению, но и по внешнему виду напоминали руку человека.

Рис. 1.39

На рисунке 1.39 представлена схема копирующего манипулятора, состоящего из управляющего (У) и исполнительного (И) механизмов.

Оба механизма совершенно идентичны, причем вследствие механической, электрической или какой – либо другой связи движение звеньев исполнительного механизма повторяет (копирует) движения звеньев управляющего механизма.

Манипулятор образован из пространственной незамкнутой кинематической цепи. Звенья этой цепи по аналогии с рукой человека имеет следующие названия:

0 – корпус

1 – плечо

2 – предплечье

3 – кисть или захват

4 – палец.

Рассматриваемый манипулятор имеет 7 степеней свободы, т.к. число степеней свободы незамкнутой кинематической цепи равно сумме подвижных кинематических пар. Звено 4 (палец) при рассмотрении структуры, кинематики и динамики манипулятора объединяется со звеном 3. в дальнейшем появились манипуляторы с большим числом звеньев и кинематических пар, и внешнее сходство с рукой человека стало утрачиваться.

Во всех вариантах сохранилось назначение манипулятора – воспроизводить пространственные движения, подобные движениям рук человека.

Копирующие манипуляторы применяются теперь во многих областях техники для выполнения операций в условиях исключающих возможность присутствия человека (радиоактивность, вакуум, высокая . повышенное давление, вредное химическое производство и т.д.)

В зависимости от вида системы управления различают манипуляторы с ручным управлением и манипуляторы с автоматическим управлением.

В манипуляторах с ручным управлением оператор, воздействуя на звенья управляющего механизма, приводит в движение звенья исполнительного механизма. При этом предельные усилия и перемещения исполнительного механизма ограничиваются возможностями оператора. От этого недостатка свободы, манипуляторы с сервоприводом, часто выполняются с дистанционным управление.

В манипуляторах с автоматическим управлением, звенья исполнительного механизма получают движение от сервопривода, работающих по заданной программе подобно станкам с программным управление. Управляющий механизм служит в этом случае только для выработка программы работ исполнительного механизма. Все действия оператора, связанные с перемещением звеньев управляющего механизма, преобразуются посредством датчиков перемещения в электрические и механические сигналы и записываются на магнитную ленту.

Полученная программа может многократно использоваться для управления манипуляторами.

Манипуляторы и промышленные роботы

КПД планетарного редуктора

КПД обычного редуктора определяют по известным экспериментальным (табличным) данным в зависимости от его схемы, вида зацепления и конструкции опор.

КПД планетарного редуктора зависит от его схемы, передаточного отношения, а также ведущего и неподвижного звеньев. Поэтому, для известных схем пользуются табличными формулами или вычисляют для конкретных конструкций, используя понятие коэффициента потерь с учетом вида зацеплений. Например, для планетарного редуктора с двухвенцовым сателлитом и выходным звеном - водилом оценочная формула КПД может иметь вид

где - коэффициент потерь в зацеплении одной пары колес.

Манипуляторы и роботы. Основные определения (манипулятор, робот, механическая рука). Классификация манипуляторов и роботов, их основные технические характеристики. Особенности роботов, предназначенных для строительной отрасли.

Появление манипуляторов можно объяснить желанием увеличить производительность труда в виде механизации однообразных и утомительных движений, а затем уже появилась потребность замены человека при его работе в опасной для жизни и вредной для здоровья среде. Позже манипуляторы стали применять для автоматизация мелкосерийного производства и других целей.

Следует различать манипулятор и манипуляционный механизм, в состав которого входит манипулятор, однако пока четкого определения манипуляционного механизма на мой взгляд нет. Последнее замечание можно отнести ко многим определениям этого раздела, что объясняется продолжением интенсивного развития робототехники. Примером одного из первых манипуляторов может служить одноковшовый экскаватор.

Механизм манипулятора обычно представляет собой пространственную незамкнутую кинематическую цепь. Первые конструкции манипуляторов не только по назначению, но и по внешнему виду были похожи на руку человека.

Поэтому, по аналогии с рукой звенья манипулятора имеют названия (рис.19.1): 0 – остов или корпус 1 – плечо 2 – предплечье 3 – кисть, захват или схват 4 – палец. Кинематические пары A, B и, C – называют суставами.

Совокупность звеньев 1, 2 и 3 называют механической рукой.

При структурном кинематическом и динамическом анализе механизма манипулятора звено 4 объединяют со звеном 3, то есть палец считается прижатым к кисти, что соответствует рабочему ходу..

Найдем степень подвижности манипулятора по формуле Малышева, учитывая, что кинематические пары А и С сферические, а В – вращательная:

Степень подвижности, равная семи, принципиально означает, что должно быть обеспечено семь независимых движений. Однако в данном случае одна

степеней подвижности является лишней – вращение цепи АВС вокруг оси АС. Но и шесть степеней подвижности тоже достаточно много.

Классификация манипуляторов

1. По числу степеней подвижности: с одной, двумя, тремя и более.

2. По номинальной грузоподъемности: легкие (до 10 кг.), средние (от11 до 200 кг), тяжелые (от 201 до 1000 кг.) и сверхтяжелые (свыше 1000 кг.).

3. По виду привода: электромеханические, гидравлические, пневматические и другие.

4. По способу установки на рабочем месте: напольные, подвесные, встроенные.

5. По системе управления: биотехнические (ручное правление), интерактивные (смешанное ручное и автоматическое управление или управление в диалоговом режиме) и автоматические.

Манипуляторы с ручным управлением могут иметь сервопривод, увеличивающий усилие руки оператора.

Промышленным роботом (ПР)называется перепрограммируемый манипулятор с автоматическим управлением, предназначенный для выполнения определенных технологических и транспортных операций.

Создание и применение ПР стало интенсивно развиваться в связи с тем, что оказалось экономически нецелесообразно осуществлять традиционными методами механизацию и автоматизацию производства, особенно вспомогательных и других работ, в условиях частой смены объекта производства.

Основное отличие ПР от машин-автоматов заключается в возможности изменения схемы движений без изменения конструкции. Эта возможность быстрой переналадки на выполнение новой программы объясняет широкое применение ПР для мелкосерийного производства, а возможность объединения транспортных и технологических операций определяет гибкое автоматизированное производство.

В дополнение к классификации манипуляторов промышленные роботы различают стационарные и нестационарные (мобильные). Движения, связанные с перемещением основания манипулятора, называют глобальными. Кроме них еще различают движения региональные – перемещение схвата внутри рабочей зоны, и локальные - перемещение схвата, соизмеримые с его размерами. Глобальные и региональные движения относя к транспортирующим, а локальные – к ориентирующим.

ПР может состоять из механической системы, системы управления, технологического оборудования и других систем. Механическая система, в свою очередь, состоит из подвижного или неподвижного основания, механической руки и привода. Степень подвижности робота W, определяющая во многом его функциональные возможности, может распределяться таким образом: основание имеет. механическая рука - и кисть со схватом - .

Манипулятор чаще всего состоит из захватного устройства, кинематической цепи, соединяющей захватное устройство с корпусом, и системы управления. Звенья кинематической цепи между собой соединяются между собой с помощью низших кинематических пар высшие пары заменяются кинематическими соединениями.

Для определенности движения манипулятора (и робота в целом) каждая степень его свободы должна обеспечиваться индивидуально управляемым двигателем. Привод манипулятора может быть электрическим, гидравлическим, пневматическим и другим и может располагаться как вне, так и на механической руке.

Если двигатель играет роль сустава, то кинематическая пара называется приводной.

При проектировании механических схем манипуляторов необходимо решить задачу обеспечения заданной траектории схвата и звеньев кинематической цепи, рабочего объема манипулятора, маневренности, зоны обслуживания, угла и коэффициента сервиса, точности позиционирования и др.

Рабочий объем манипулятора – это объем, ограничений поверхностью, огибающий все возможные положения схвата.

Маневренностью манипулятора называется число его степеней свободы при неподвижном схвате. Она характеризует возможность механической руки обходить препятствия.

Для схемы рис.19.1 мы уже нашли, что ее степень подвижности равна. Для этой же схемы маневренность будет равна

Виды манипуляторов и промышленных роботов

из Теория механизмов и машин

Виды манипуляторов. Манипулятором называется lexHUJ ческое устройство, предназначенное для воспроизведения рабочих функций руки человека. Первые конструкции манипуляторов не только по назначению, но и по внешнему виду напоминали руку человека. На рис. 203 показана схема копирующего манипулятора, состоящего из управляющего ( У) и исполнительного (И) механизмов. Оба механизма совершенно идентичны, причем вследствие механической, электрической, магнитной или какой-либо другой связи движения звеньев исполнительного механизма повторяют (копируют) движения звеньев управляющего механизма. [c.549]

Как видно из схемы, механизм манипулятора образован И1 пространственной незамкнутой кинематической цепи. Звенья этой цепи ио аналогии с рукой человека имеют следующие названия О — корпус, 1 — плечо, 2 — предплечье, 3 — кисть или за- хват, 4 — палец. Кинематическая пара, образованная плечом и корпусом, или кинематическое соединение, заменяющее эту пару, называется плечевым суставом кинематическая пара, образованная плечом и предплечьем, — локтевым суставом и кинематическая пара, образованная кистью и предплечьем, —КИ стевым суставом. Звено 4 (палец) при рассмотрении структуры, кинематики и динамики манипулятора объединяется со звеном 3. Поэтому считаем, что кинематическая цепь манипулятора, показанного на рис. 203, состоит из стойки (корпуса) и трех подвижных звеньев. Плечевой и кистевой суставы выполнены как сферические пары, а локтевой сустав — как вращательная пара. Следовательно, рассматриваемый манипулятор имеет семь степеней свободы, так как число степеней свободы незамкнутой кинематической цепи равно сумме подвижностей кинематических пар. Захват может в этом манипуляторе занять любое положение в пространстве в пределах, определяемых конструктивными размерами звеньев. [c.549]

В зависимости от вида системы управления различают манипуляторы с ручным управлением и манипуляторы с автоматическим управлением. [c.550]

В манипуляторах с автоматическим управлением звенья исполнительного механизма получают движения от сервоприводов, работающих по заданной программе подобно станкам с программным управлением. Управляющий механизм служит в этом случае только для выработки программы работы исполнительного механизма. Все действия оператора, связанные с перемещением звеньев управляющего механизма, преобразуются посредством датчиков перемещения в электрические или механические сигналы и записываются на магнитную ленту или перфоленту. Полученная. программа может многократно использоваться для управления манипулятором. [c.550]

Промышленные роботы. Манипуляторы с автоматическим управлением могут использоваться не только для работы во вредных условиях, но и для механизации- однообразных и утомительных работ на быстродействующих конвейерах, операциях по перестановке деталей, упаковке изделяй и т. д. В этих случаях манипуляторы с автоматическим управлением называют промышленными роботами. Они отличаются от обычных ма-шип-автотатов применением- меха- иэмов, образованных из незамкнутых кинематических цепей, возможностью быстрой переналадки на выполнение другой программы и широким диапазоном различных пространственных движений рабочих органов. Имея в виду, что структура промышленных роботов принципиально не отличается от структуры манипуляторов с авто матическим управлением, в дальнейшем будем рассматривать только манипуляторы. [c.551]

Основные положения теории манипуляторов применимы также к анализу и синтезу протезов с биоэлектрическим управлением, т. е. механизмов, воспроизводящих движение рук и ног человека с использованием сигналов от биотоков, получающихся при сокращении мышц. [c.551]

Блок-схемы системы управления манипул 1Тором. Как уже указывалось, манипуляторы могут быть с ручным управлением и с автоматическим управлением. Специфическим требованием, предъявляемым к системам ручного управления манипулятором, является возможность их очувствления. т. е. между силами, приложенными к звеньям манипулятора, и силами, действующими на руку оператора, должно быть определенное соответствие. Другими словами, оператор должен чувствовать тс усилия, которые действуют на захват манипулятора. [c.551]

При дистанционном управлении копирующим манипулятором применяются различные виды следящих систем, действие которых сходно с действием следящего привода, рассмотренного в 91 гл. XXVI. Отличительной особенностью является лишь свойство очувствления. в зависимости от которого системы управления манипулятором подразделяются на системы с пассивным отражением сил и системы с активным отражением сил, называемые также обратимыми следящими системами. [c.551]

В системах с пассивным отражением сил оператор ощущает силы, действующие на исполнительный механизм, только в процессе изменения положения звена управления. При этом обратная связь, информирующая оператора о величинах сил, не влияет на работу следящего привода, т. е. не изменяет положения управляющих звеньев. Поэтому эта система называется также односторонней, так как управляющее воздействте поступает только от оператора. [c.551]

Источники: http://studopedia.ru/4_113568_vidi-manipulyatorov-i-promishlennih-robotov.html, http://fan-5.ru/best/best-127208.php, http://mash-xxl.info/article/34159/






Комментариев пока нет!

Поделитесь своим мнением

Сумма: код подтверждения