Структура манипуляторов

Остановимся на тех вопросах структуры манипуляторов, которые имеют непосредственное к ним отношение. [c.617]

Чпсло г координат вектора х зависит от структуры манипулятора (плоский, пространственный) и от характера выполняемой двигательной задачи. Качество законов управления будем оценивать функционалом (1), где Т — время выполнения двигательной задачи. [c.27]

Вопрос о структуре пространственных незамкнутых кинематических цепей был нами рассмотрен выще (см. 11). В настоящей главе мы остановимся на тех вопросах структуры манипуляторов, которые имеют непосредственное к ним отношение. [c.620]

Структура манипуляторов. На рис. 3.1 представлена кинематическая схема простейшего манипулятора. Как видно из рис. 3.1, механизм представляет собой пространственную незамкнутую кинематическую цепь. По аналогии с рукой человека звенья этой цепи имеют следующие наименования 1 — корпус 2 — плечо 3 — предплечье [c.81]

Среди роботов второй структурной группы можно выделить две подгруппы, различающиеся кинематической структурой манипулятора. К первой подгруппе относятся роботы мостового типа с изменяемой длиной звеньев манипулятора. Кинематические цепи таких роботов содержат три—пять пар класса V. Из них две-три пары обеспечивают возвратно-поступательные движения и одна-две пары — вращения. К этой подгруппе можно отнести также контрольно-измерительные роботы на базе виброприводов, успешно используемых для прецизионных перемещений. [c.17]

Область возможных положений центра захвата называется рабочим пространством (объемом) манипулятора или промышленного робота. Форма рабоче- го пространства, а также о характер операций, выполняемых манипулятором, в значительной степени зависят от структуры его кинематической цепи. [c.169]

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]

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КИНЕМАТИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ МЕХАНИЗМОВ МАНИПУЛЯТОРОВ И РОБОТОВ [c.123]

На рис. 18.5 представлены унифицированные узлы и функциональные группы ПР и возможные их комбинации, образующие манипуляторы с различными числами степеней свободы и маневренностью. Буквами а, р, ср обозначены возможные угловые перемещения звеньев, х и z—линейные перемещения. Разные варианты структуры, состава и взаимосвязи функциональных групп требуют различных вариантов систем управления. [c.505]

Как видно из схемы, механизм манипулятора образован из пространственной незамкнутой кинематической цепи. Звенья этой цепи по аналогии с рукой человека имеют названия О — корпус, 1 — плечо, 2 — предплечье, 3 — кисть или захват, —палец. Звено 4 при рассмотрении структуры, кинематики и динамики манипулятора объединяется со звеном 3. Поэтому считаем, что кинематическая цепь манипулятора, показанного на рис. 146, состоит из стойки (корпуса) и трех подвижных звеньев. Кинематическая пара 1—2 выполняется как вращательная, а пары 1—О и 2—3 — как сферические трехподвижные, причем они часто заменяются кинематическими соединениями, составленными из вращательных пар, оси которых пересекаются (см. табл. 2). Следовательно, рассматриваемый манипулятор имеет семь степеней свободы, так как число степеней свободы незамкнутой кинематической цепи равно сумме подвижностей кинематических пар. Захват в этом манипуляторе может занять любое положение в пространстве в пределах, определяемых конструктивными размерами звеньев. [c.262]

Однако существуют и такие сложные производственные операции, которые имеют переменную структуру и требуют применения машин-универсалов, способных производить сложные работы, состоящие из большого количества различных простейших операций. Характерным примером универсальных машин неавтоматического действия являются манипуляторы. Так называют машины, способные выполнять операции, свойственные человеческой руке брать, перемещать, поворачивать объекты различного размера и формы, т. е. манипулировать ими. На рис. 1.25 была представлена кинематическая цепь руки одного из манипуляторов. Это разомкнутая пространственная цепь со многими степенями свободы. Работа манипулятора требует согласованности управления всеми его обобщенными координатами. В неавтоматическом варианте это управление осуществляет человек — оператор. [c.72]

СТРУКТУРА И ГЕОМЕТРИЯ МАНИПУЛЯТОРОВ 653 [c.553]

Структура и геометрия манипуляторов [c.553]

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]

СТРУКТУРА И ГЕОМЕТРИЯ МАНИПУЛЯТОРОВ 657 [c.557]

Одной из актуальных задач современной теории машин и механизмов является изучение механических систем с переменной структурой. Причем наиболее часто такие системы приходится рассматривать в исследованиях конструкций роботов, манипуляторов и шагающих машин. [c.30]

Общий метод построения движений манипуляторов в среде с препятствиями был предложен в работах [1, 2]. Для проверки основных положений и уточнения этой методики разработан приводимый ниже алгоритм, оформленный в виде программы на языке РЬИ для ЕС-1020 с системой 08 Е8. Программа составлена для четырехзвенного манипулятора с пятью степенями свободы, кинематическая схема которого приведена на рис. 1 [2]. Однако структура программы позволяет использовать ее для манипуляторов с любыми другими кинематическими схемами,изменяя операторы вычисления координат шарниров А, В, С манипулятора и их производных. [c.79]

Поэтому при построении математической модели механической системы ПР целесообразно на основании экспериментальной информации о формах колебаний конструкции выбрать структуру системы дифференциальных уравнений, а значения параметров системы определить в соответствии с данными о значениях собственных частот. Методику составления математической модели механической системы промышленного робота рассмотрим на примере робота-манипулятора со складывающейся рукой, имеющего позиционную аналоговую систему управления с гидравлическим сервоприводом. [c.61]

Формулы (3) — (12) подверглись экспериментальной проверке при исследовании устройств позиционирования с кулачково-цевочными, мальтийскими, зубчато-рычажными, кулачково-зубчато-рычажными, кулачково-планетарными механизмами, а такн<е гидромеханических и пневмомеханических поворотных устройств. Эти механизмы исследовались как на натурных моделях и при испытаниях унифицированных узлов, так и при помощи математических моделей. Наибольшие трудности при исследовании математической модели представляло изучение связи быстроходности с точностью позиционирования.Эти вопросы рассмотрены в работе[4]. Проведенные исследования этих устройств, а также механизмов линейного позиционирования автоматического манипулятора с гидравлическим приводом подтвердили правильность выбранной структуры эмпирических формул. [c.14]

Показатель отнесен к четвертому уровню табл. 3.2. Естественно, что величину гораздо легче нормировать, чем К и ЛГ,,, так как при этом можно привлечь данные, полученные при исследовании устройств, отличающихся массой, числом позиций и требованиями к повторяемости позиционирования. Приближенность определения не имеет большого значения на этапе проектирования. А при эксплуатации она может быть дифференцированно определена и нормирована для группы механизмов путем статистической обработки данных, собранных при исследовании родственных конструкций. Как будет подтверждено ниже, для резко различных условий работы поворотно-фиксирующих устройств автоматов и механизмов позиционирования манипуляторов нормы на величины ам, применяемые при проектировании, следует существенно дифференцировать (в отдельных случаях может потребоваться и уточнение структуры зависимостей). [c.45]

Разрешим это уравнение относительно управления и подставим в полученные соотношения вместо величины Qk+i, задающие программную траекторию. Тогда получим идеальный закон управления, который в принципе гарантирует точную отработку программной траектории. Однако воспользоваться этим законом нельзя, так как он зависит от неизвестных характеристик шаговых двигателей (величины di, Л , j), от параметров манипулятора и груза (величины mj, / ). Тем не менее явный вид идеального управления полезен — он подсказывает общий вид (структуру) законов управления, в классе которых следует синтезировать адаптивное программное управление. [c.155]

Тогда же Иван Иванович начинает интересоваться механизмами со многими степенями свободы, являюш имися неотъемлемой частью роботов и манипуляторов. Работа в этом направлении, несомненно, связана с исследованиями в области медицинской кибернетики, проведенными в 1961—1963 гг., и с исследованиями в области структуры плоских и пространственных механизмов, выполненными во второй половине 30-х годов. [c.9]

Две существенных особенности свойственны подавляющему большинству новых конструкций манипуляторов, используемых в самых различных отраслях техники [1]. Первая особенность — большое число степеней подвижности, диктуемое их назначением, связанным с необходимостью выполнять разнообразные пространственные движения. Как правило, для описания движения исполнительного органа манипулятора-охвата необходимо вводить в уравнения, описывающие кинематические и динамические свойства системы до шести, а иногда и более обобщенных координат. Вторая особенность — разомкнутая ценная структура механизма руки , обеспечивающего выполнение схватом необходимых движений. В результате такой структуры ряд обобщенных координат оказываются связанными, движение одних звеньев в силу их инерционных и диссипативных свойств могут существенно влиять на движение других звеньев и всей системы в целом. [c.54]

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]

Структура манипулятора Versalran такова, что для него в конечной форме удалось получить векторные формулы для коэффициентов дифференциального уравнения. На базе таких формул и была создана специальная моделирующая программа, описание которой дается ниже. [c.60]

Кинематическая структура манипулятора промышленного робота не связана требованиями антропоморфизма, как у широко известных дистанционно управляемых манипуляторов, отслеживающих положение руки оператора многозвенный рычажный механизм оказывается здесь малоцелесообразным. [c.17]

Из большого многообразия структур манипуляторов можно выделить две основные манипулятор, имеющий поворотную колонну на основании, несущую механическую руку с захватом (рис. IV.37, о) манипулятор, имеющий поворотный корпус с выдвижной механической рукой с захватом (рис. 1У.37, б). У манипуляторов первого типа пространственные перемещения заготовок осуществляются за счет перемещений основания 1, колонны 2, механической руки 3 и кисти 4 с захвато.м 5. У. манипуляторов второго типа, имеющих поворотный корпус 2, сидящий на основании /, механическая рука 3 имеет возможность вращаться вокруг вер- [c.225]

Учебник огвечает современному состоянию науки о машинах и механизмах и соответствует программе, утвержденной Государственным комитетом СССР по народному образованию. Кроме традиционных раздеюв (теории структуры, кнпематикн, кинетостатики, динамики и синтеза механизмов) в учебник вошли вопросы теории машин-автоматов, роботов и манипуляторов, сведения об управлении машинами. [c.2]

Определить структуру механизмов манипуляторов, представленных на рис. 1.26, а, б, и кинематических цепей рук промышленных роботов Юнимейт (рис. 1.27), Версатран (рис. 1.28) и Маскот (рис. 1.29). [c.19]

В последние годы возникла денцня конструирования ПР из стандартных унифицированных узлов, что позволит в зависимости от поставленной задачи иметь манипулятор нужной структуры. Следует учитывать, что с увеличением числа степеней свободы и универсальности ПР увеличивается и его стоимость, а чем меньше число функциональных элементов и групп и чем меньше длина руки манипулятора, тем выше точность системы. [c.505]

Маневренность (т) манипулятора—это подвижность его механической руки при фиксированном положении схвата. Например, на рис. 18.11 представлена кинематическая цепь АВСО руки манипулятора с неподвижно закрепленным схватом О. Число степеней свободы цепи равно Ц7 = 6хЗ—3x2—5x1=7, а маневренность т= 1. Такая структура позволяет манипулятору образовывать множество ферм, ометающих некоторый объем, и предоставляет ПР значительно большие возможности выполнения сложных движений более высокого класса. Маневренность—важное свойство манипулятора, сужающее мертвые зоны механизма. Большое число [c.510]

Как известно [1, 2], одним из важных геометрических свойств манипуляционных систем является их манипулятивность, оцениваемая величиной так называемого сервиса [2, 3]. Сервис в точке X определяется пространственным углом, в пределах которого возможна реализация операции ориентирования захвата манипулятора. Этот угол существенно зависит от структуры механизма, его кинематических размеров и от параметров, характеризующих ограничения подвижности системы в ее подвижных сочленениях (кинематических парах). [c.76]

Структура машинного агрегата существенно зависит от типа двигателей, приводящих его в движение. Широкое распространение получили однодвигательные агрегаты, в которых используется двигатель с одним входным параметром (и, — скалярная величина). В много двигательных машинах двигатели часто устанавливаются независимо. В этом случае динамическая связанность двигателей осуществляется только через приводимую в движение машину она выражается в том, что обобщенная сила Q, оказывается зависящей, вообще говоря, от всех обобщенных координат системы. Примерами многодвигательных машин с не- эависимыми двигателями могут служить многие подъемно-транспортные машины, роботы-манипуляторы, станки с независимыми приводами движения обрабатываемой заготовки и инструмента и т. п. [c.8]

Такую структуру имеют механические части подъемно-транспортных машин, а также робо-тов-манипуляторов. На рис. 8 показана схема робота-манипулятора с тремя степенями подвижности, представляющего собой последовательное соединение по принципу выход — стойка трех механизмов. [c.11]

Пейсах Э. Е. Метод кинематического анализа манипуляторов произвольной структуры и программа Robot-1.— В кн. Промышленные роботы, № 1. Л,, Машиностроение , 1977. [c.146]

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]

Геометрический смысл матрицы Kj ясен из ее структуры первый столбец характеризует положение /-го звена в абсолютной системе координат Odidida (точнее, положение начала /-й локальной системы координат, связанной с /-м звеном), а три остальных— ориентацию /-го звена. Очевидно, что матрица Kj однозначно определяет положение /-го звена манипулятора в рабочем пространстве, поэтому матрица (2.14) называется матрицей кинематических характеристик манипулятора [66], [c.43]

Пакет программ, реализующий адаптивные законы управления, имеет модульную структуру. Модель программатор рассчитывает программную траекторию qp и ее производные q , ijp в соответствии с алгоритмами, описанными в гл. 2, и подает их в модуль регулятор . Модуль, имитирующий работу информационно-измерительной системы, осуществляет интегрирование уравнений динамики манипулятора и формирование сигналов обратной связи q, q, которые подаются в модуль регулятор , а также сигнала ускорения ij, используемого в модуле эстиматор для оценки качества управления. При нарушении эстиматорных неравенств производится коррекция параметров закона управления с помощью того или иного алгоритма адаптации, который реализуется в модуле адаптатор . [c.144]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...