Манипулятор структурные схемы

Структура кинематических цепей манипуляторов. Структурные схемы кинематических цепей манипуляторов довольно разнообразны. Они отличаются числом звеньев, видами и расположением кинематических пар различной подвижности, числом степеней свободы. На рис. 206 показаны четыре схемы, применяемые в отечественных и зарубежных манипуляторах. Простейший пространственный манипулятор (рис. 206. а) имеет три подвижных звена, одну вращательную и две сферические пары, [c.553]

На рис. 11.17, а дана кинематическая схема одного из промышленных роботов с приводами, а на рис. 11.17, б--структурная схема его основного рычажного механизма и упрощенная блок-схема автоматического управления манипулятором. Манипулятор Г1Р (рис. 11.17, а) имеет 5 степеней свободы (W = 5) и соответственно 5 отдельных приводов D, D , Оз, — электродвигатели и Dg — пневмопривод. Двигатель D, через червячную передачу приводит во вращательное движение вокруг вертикальной оси звено / двигатель Dg с помощью винтовой передачи (винт—гайка) перемещает поступательно (вверх-вниз) звено 2 двигатель D3 с помощью такой же передачи сообщает горизонтальное поступательное движение (вправо-влево) звену 3 электропривод О4 посредством червячной передачи осуществляет вращательное движение схвата 4 вокруг горизонтальной оси пневмопривод раскрывает и закрывает губки схвата 5 путем преобразования поступательного движения поршня посредством рычажного механизма. [c.332]

Вследствие расширения областей применения ПР и усложнения операций структурные схемы манипуляторов становятся все более разнообразными, вместе с тем все они имеют общие признаки. [c.505]

После выбора числа степней свободы манипулятора устанавливаются возможные варианты его структурной схемы, отличающиеся числом звеньев, числом кинематических пар различной подвижности и их расположением. Число этих вариантов значительно. Например, уже для манипулятора с тремя степенями свободы, если применять только вращательные и поступательные пары, получается восемь возможных комбинаций расположения этих пар. При структурном синтезе манипуляторов с числом степеней свободы шесть и более все возможные варианты можно получить только с использованием ЭВМ. При сравнении вариантов структурной схемы манипулятора используются коэффициенты, характеризующие возможность и удобство выполнения разнообразных типовых операций, для которых предназначен манипулятор. [c.264]

Зоны обслуживания, угол и коэффициент сервиса. Прежде чем определять коэффициенты, по которым производится сравнение вариантов структурной схемы манипуляторов, дадим несколько определений. Зоной обслуживания (рабочей зоной) называется часть рабочего объема манипулятора, в которой можно выполнять данную операцию, характеризуемую расположением захвата по отношению к объекту манипулирования. Для каждой точки рабочего объема манипулятора можно определить некоторый телесный угол i ), внутри которого захват можно подвести к этой точке ). Этот угол называется углом сервиса. Отношение [c.556]

Рис. 2.8. Структурные схемы универсальных вращателей (двухкоординатных манипуляторов изделия) комплекса для сварки

В большинстве схем копирующих манипуляторов помимо геометрического подобия структурных схем управляющего и исполнительного механизмов, выполняется условие кинематического подобия, обеспечиваемое параллельностью соответствующих звеньев управляющего и исполнительного механизмов. Однако это кинематическое подобие позволяет оператору практически реализовать вариант кнопочного управления, т. е. последовательно по отдельным звеньям. Кроме того, при некоторых расположениях управляющего механизма относительно руки оператора возможно столкновение последней со звеньями этого механизма. В случае построения погрузочных манипуляторов эта задача решается применением управляющих механизмов, в которых кинематическая система базового механизма является зеркальным отображением базового механизма исполнительной части манипулятора. Однако в этом случае при геометрическом подобии структурных схем управляющего механизма и исполнительной части манипулятора нарушается их кинематическое подобие. Покажем, что и в этом случае можно обеспечить движение [c.24]

На рис. П1.4 показана схема управления приводом предплечья 13 манипулятора, в которой предусмотрена компенсация ошибок слежения, связанных с поворотом плеча 10. Управление осуществляется с помощью управляющего устройства, структурная схема которого аналогична схеме манипулятора. При повороте предплечья 1 рукоятки относительно плеча 4, например по часовой стрелке, ветвь троса 2 наматывается на задающий блок 3, а ветвь 6 сматывается с него. Такие перемещения ветвей троса заставляют тягу 7 и следящий золотник 8 двигаться вниз по схеме. [c.47]

В ближайшие годы в машиностроении предусматривается значительное расширение автоматизации производственных процессов, что позволит не только повысить качество продукции и снизить ее себестоимость, но и высвободить рабочую силу. Автоматизация должна проводиться не только в массовом, но также в серийном и единичном производстве. Основой для ее осуществления должны быть точные технико-экономические расчеты. В массовом и серийном производстве найдут широкое применение полуавтоматы и автоматы, агрегатные станки, автоматические линии и системы машин, обеспечивающих механизацию и автоматизацию всех процессов производства, и особенно вспомогательных, транспортных и складских операций. Большое внимание будет уделено переналаживаемым средствам автоматизации и средствам групповой обработки. В единичном и мелкосерийном производстве будут широко использоваться станки с программным управлением, в том числе многооперационные станки. Найдут широкое применение механизированные и автоматизированные технологические комплексы с автоматической системой управления от ЭВМ. Будет существенно снижен объем ручного труда. Получат большое распространение на всех участках производства автоматические манипуляторы с программным управлением в целях механизации и. автоматизации тяжелых физических и монотонных работ. Развитие автоматизации вызовет разработку новых структурных схем и компоновок оборудования, а также дальнейшее совершенствование режущих инструментов и средств технического контроля. [c.412]

На рис. 3.22, а, б, в приведены некоторые возможные структурные схемы манипуляторов, отвечающие этим условиям. [c.206]

Рис. 3.22. Синтезированные структурные схемы манипуляторов, отвечающих условиям У=5,п=Ъ,р1= 1,/>2 = 2

На рис. 3.23, а, б, в приведены некоторые структурные схемы манипуляторов, соответствующие этим условиям. [c.207]

Рис. 3.23. Структурные схемы манипуляторов, отвечающих условиям Ш=5,п = Ъ,рх=, рг=Ъ

Перебирая все возможные сочетания одно-, двух- и трехподвижных кинематических пар, можно построить различные структурные схемы манипуляторов, отвечающие начальному условию (Ж=5,п = 3). [c.208]

Окончательный выбор перспективной структурной схемы манипулятора можно сделать только с учетом его кинематических, динамических, потребительских и технологических свойств. [c.208]

Следовательно, с учетом начальных условий и найденного решения, путем различного сочетания кинематических пар можно синтезировать следующие структурные схемы манипуляторов ВВП, ПВВ и ВПВ. Синтезированные манипуляторы представлены на рис. 3.52. [c.269]

Рис. 3.52. Структурные схемы синтезируемых манипуляторов

В процессе работы кривошипно-ползунного механизма насоса его структурная схема все время остается неизменной. В механизмах манипуляторов в процессе работы структурная схема механизма может изменяться. Так, если промышленный робот выполняет сборочные операции, например вставляет цилиндрическую деталь в отверстие, то при транспортировке детали его манипулятор является механизмом с открытой, или разомкнутой, кинематической цепью. В тот момент, когда деталь вставлена в отверстие, кинематическая цепь замыкается, структура механизма изменяется, подвижность уменьшается на число связей во вновь образованной кинематической паре деталь-стойка. [c.10]

Рис. 120. Структурная схема простейшего копирующего манипулятора

Принцип образования структурных схем манипуляторов отличается от принципа Ассура для замкнутых кинематических цепей [2]. Принцип Ассура предполагает образование механизмов путем присоединения статически определимых структурных групп, и при этом степень подвижности механизма не меняется. Механизмы манипуляторов образуются путем последовательного наслоения механизмов с одной степенью свободы, т. е. построение на одном из подвижных звеньев нового механизма. [c.195]

Рис. 122. Примеры образования структурных схем манипуляторов

Роботы, построенные по структурной схеме, содержащей только вращательные пары (В В В), обладают большей компактностью и имеют меньшую зависимость кинематической ошибки от положения звеньев манипулятора. [c.197]

Структурная схема манипулятора с приводом для одной из координат в самом общем случае может быть представлена двумя звеньями звеном привода и промежуточным звеном, связывающим привод с рабочим органом (рис. 43). Специфика конструкции промышленного робота состоит в том, что ни при разомкнутой шаговой, ни при замкнутой следящей (указана на рисунке штриховыми линиями) системе привода рабочий орган манипулятора не охватывается обратной связью. Задаваемое управляющим сигналом и перемещение отрабатывается приводом на выходе силового элемента, а не рабочего органа. Отличие исполнительного движения X от отрабатываемого приводом ф определяется динамическими свойствами механической конструкции промежуточного звена. [c.99]

Структурная схема манипулятора по одной координате [c.99]

Рассмотрев основные структурные схемы манипуляторов, видим, что кинематика манипулятора зависит от кинематики основания, руки и захвата. Количество степеней подвижности, обеспечивающих перемещения всего робота, составляет кинематику основания. Для большинства существующих конструкций роботов считается достаточным, если основание обладает одной степенью подвижности, позволяющей перемещать робот от станка к станку. [c.225]

На рис. 2.31, а показана кинематическая схема манипулятора типа Маскот . Цепь содержит шесть подвижных звеньев, входящих в шесть вращательных пар. На конце звена 6 находится захват, который может своими губками захватывать те или иные объекты. Если не учитывать движение губок захвата, то структурная формула механизма (2.9) будет [c.50]

Рабочие органы автоматических машин и систем, как правило, представляют собой по структуре пространственные кинематические цепи со многими степенями свободы (см. рис. 1.2). В этой связи перед современной теорией машин и механизмов возникают новые задачи по структурному, кинематическому и динамическому анализу и синтезу различных схем механизмов роботов, манипуляторов, шагающих и других машин и систем. Должны быть решены задачи устойчивости движения рабочих органов, изучены колебательные процессы, возникающие в период их движения, рассмотрены задачи, связанные с оптимальными законами движения рабочих органов, разработаны алгоритмы движения этих органов. [c.12]

Основой схем манипуляторов являются кинематические цепи, не образующие структурные замкнутые контуры, звенья которых соединены кинематическими парами 3, 4, 5-го классов. Положение каждого звена таких кинематических цепей изменяется обычно отдельным приводом. Если привод смонтирован на звеньях, составляющих кинематическую пару, то такая кинематическая пара называется приводной. Наибольшее распространение получили манипуляторы с поступательными и вращательными приводными кинематическими парами 5-го класса, однако известны конструкции с приводными парами цилиндрической 4-го и сферической 3-го классов. Число степеней свободы манипулятора с кинематическими парами 5-го класса соответствует числу приводных кинематических пар. [c.221]

Приведенные выше основные параметры, определяющие качество кинематических цепей роботов и манипуляторов, могут быть определены, если известны структурно-кинематическая схема [c.506]

Задача изучения механики роботов, манипуляторов, шагающих и других машин и систем тесно переплетается с задачами управления в самом широком понимании вопросов управления, т. е. включая разработку искусственного интеллекта для них. В первую очередь должны быть развиты работы по структурному, кинематическому и динамическому анализу и синтезу различных схем механизмов, роботов, манипуляторов, шагающих и других машин и систем. [c.138]

Каждому заданному числу степеней свободы манипулятора могут соответствовать различные варианты кинематических схем его механизмов. На рис. 3.31 приведены возможные структурные кинематические схемы руки (а) и кисти (б) руки манипулятора, зависящие от вида и последовательности расположения кинематических пар (вращательных В и поступательных П). Для каждого сочетания пар представлено несколько реализуемых схем, отличающихся взаимным расположением звеньев. Неоднозначность положений звеньев позволяет руке обходить препятствия и достигать теневых областей рабочей зоны. Это используется при создании манипуляторов со сложной траекторией движения захватных устройств, которые целесообразно применять при сложных технологических процессах горячей штамповки. [c.105]

Рис. 3.31. Структурные кинематические схемы руки (а) и кисти руки б) манипуляторов

Для определения размеров звеньев манипулятора по заданной рабочей зоне при выбранной структурной схеме необходимо исследовать его функцию положения, применяя описанный ныше матричный метод преобразования координат. Так. например, для манипулятора с тремя степенями свободы, изображенного на рис. 11.15, функцией положения точки D схвата будет зависимость ее радиуса-вектора ро от обобщенных координат и постоян- [c.327]

В табл. 4 приведены некоторые структурные схемы механизмов манипуляторов. Звенья механизма обозначены арабскими цифрами. Элементы кинематических пар, принадлежащие стойке, отмечены подштриховкой оси или треугольниками с под-штриховкой. На последнем звене механизма, которое входит только в одну кинематическую пару, условно показан захват (по другой терминологии — схват), т. е. устройство, позволяющее подобно пальцам человека захватывать перемещаемый предмет. Кинематические пары с числом степеней свободы более двух применяются здесь редко. Сферическая пара с пальцем обычно выполняется в виде карданного шарнира (см. табл. 2). [c.40]

Опишем алгоритм расчета характеристик сервиса манипулятора, включающего пять подвижных звеньев и шесть вращательных кинематических пар, структурная схема которого показана на рис. 1. Оси пар IIi и совпадают с осями стойки и захвата манипулятора, а оси пар К , К , Z4 перпендикулярны продольным осям соединяемых ими звеньев. Оси пар и во всех конфигурациях манипулятора параллельны, так что точки С , j, С3 и С4 лежат в одной плоскости Q, проходящей через ось Z неподвижной системы координат Oxyz, связанной со стойкой. Ось пары 4 лежит в плоскости Q, и, значит, плоскость S, проходящая через точки Сд, и g, перпендикулярна Q. [c.77]

Решение прямой задачи ориентирования для манипуляторов любой кинематической структуры записывается в замкнутой матричной форме (см., например, [2, 3]). Анализ обратной задачи показывает, что точное решение возможно лишь для определенных структурных схем манипуляторов. Рассл10трение некоторых таких схем проводится в [1, 2, 4, 5]. [c.147]

Построенные алгоритмы кинематического анализа ряда структурных схем манипуляторов позволяют при заданных параметрах системы (в том числе и величинах ограничений (31)) проверить возможность реализации конкретных двигательных операций, связанных с необходимостью определенного расположения и ориентирования захвата в рабочем пространстве. Наряду с этим они являются основой для исследования манинулятивных свойств системы путем построения глобальных оценок сервиса [4], давая возмояшость решать задачи оптимального структурного и параметрического синтезов манипуляционных систем такого типа. [c.159]

МИХМом и НИИшинмашем разработано около 200 структурных схем механизмов автоматических манипуляторов подачи бортовых крыльев наложения деталей на сборочный барабан, съема покрышек и каркасов с барабана, а также их исполнительных органов. [c.231]

Первый промышленный робот (ПР) был создан в 1962 г. фирмой Unimation. Это была механическая рука с программным управлением. Поскольку номенклатура изделий часто меняется, то ПР должны обеспечивать возможность переналадки на другие программы без изменения конструкции. В дальнейшем с развитием робототехники сходство манипуляторов с рукой человека стало утрачиваться, в структурные схемы стали вводиться различные виды кинематических пар, появилась возможность изменения длин звеньев и т. д. [c.194]

Все упомянутые выще параметры кинематических цепей роботов и манипуляторов определяются по заданным СТрук-турно-кинематической схеме и параметрам механизма, что составляв задачу структурно-кинематического анализа механизма. Для целей проектирования роботосистемы, удовлетво- [c.132]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...