Манипулятор число степеней свободы

В манипуляторах число степеней свободы схвата можно подсчитать как сумму подвижностей всех пар открытой кинематической цепи. Сказанное не противоречит формуле Малышева, которая для цепей с парами III, IV и V классов имеет вид [c.508]

На рис. 45, в изображена схема плоского механизма манипулятора, имеющего три степени свободы и представляющего собой частный случай пространственного механизма манипулятора. Число степеней свободы механизмов определено без учета движения губок захвата. [c.37]

В данном случае на АВМ было проведено решение нескольких контрольных вариантов системы (12), которое в целом можно считать удовлетворительным, однако, принимая во внимание предполагаемое усложнение динамической схемы манипулятора (число степеней свободы 3), предпочтительнее использовать другой путь решения. [c.12]

На рис. 2.32, б показана схема механизма манипулятора, имеющего четыре подвижных звена, который образован вращательными парами А, В, поступательной парой С и шаровой парой D. Число степеней свободы равно [c.51]

Число степеней свободы промышленного робота W=Wo+ i+ + W k, где Wo, Wp, Wk — число степеней свободы соответственно основания, руки и кисти манипулятора. [c.169]

Одной из вал<ных характеристик геометрических свойств манипулятора является его маневренность число степеней свободы при неподвижном захвате. Манипулятор, изображенный на рис. 5.6, имеет маневренность, равную единице (т=1). Для оценки геометрических и кинематических свойств манипуляторов и промышленных роботов вводятся такие показатели, как угол и коэффициент сервиса, зона обслуживания. [c.169]

Воистину революционную роль в системах управления автоматизацией производства сыграло появление ЭВМ. С помощью ЭВМ стал возможен анализ многозвенных, с большим числом степеней свободы механизмов, решение задач оптимального синтеза как отдельных механизмов, так и сложных машин автоматического действия, решение задач проектирования многокритериальных и многопараметрических машинных устройств, программное управление большинством современных машин, управление новыми машинами с устройствами биомеханического вида типа манипуляторов, роботов, шагающих машин и др. [c.13]

Работоспособность манипуляторов и промышленных роботов характеризуется рядом технических показателей, к которым прежде всего относят форму и размеры рабочей зоны, маневренность манипулятора, угол и коэффициент сервиса, число степеней свободы основного механизма. [c.325]

Для обхода препятствий и выполнения сложных операций с объектом манипулирования важное значение имеет возможность различного подхода кинематической цепи механизма к заданной точке рабочего объема, характеризуемая маневренностью манипулятора, которая определяется как число степеней свободы механизма при неподвижном (фиксированном) положении схвата, подведенного к этой точке. Маневренность манипулятора зависит не только от вида и числа кинематических пар, но и от их расположения. Так, манипулятор, изображенный на рис. 11.13, а, имеет маневренность, равную единице в этом случае при неподвижном схвате по формуле Малышева (при q = 0) число степеней свободы V = 6п — X (6 — ОР/ = 6- 2 — 5-1 — 3-2=1 — это [c.325]

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]

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]

Общее число степеней свободы W кинематической цепи манипулятора равно = + + 7. [c.509]

При достаточно большом числе степеней свободы манипулятор ПР может одну и ту же операцию выполнять в разных вариантах по видам траектории движения охвата и затратам энергии. Таким образом, возникает задача оптимизации управления манипулятором с целью выбора оптимального варианта движения механической руки. Эту задачу могут решать роботы третьего поколения. [c.509]

Простота и доступность выполнения всех этих движений во многом зависят от числа степеней свободы кинематической цепи, расположения и класса кинематических пар, от маневренности манипулятора, динамических свойств и характеристик приводов. [c.510]

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]

Следовательно, число степеней свободы манипулятора, как многоцелевой системы, должно выбираться в соответствии с той целью, которая требует максимальной подвижности захвата. При выполнении других целей избыточное число степеней свободы манипулятора позволяет оптимизировать кинематические, динамические, энергетические и другие критерии качества процесса манипулирования. Избыточное число степеней свободы называют также маневренностью манипулятора, под которой понимается его число степеней свободы при неподвижном захвате. Необходимо только иметь в виду, что при задании траектории одной точки захвата неподвижной надо считать только эту точку. [c.264]

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]

Как можно было заметить, кинематические цепи могут быть замкнутыми, как на рис. 1.5 и 1.7, г, или разомкнутыми (рис. 1.7, а, б). В первом случае каждое звено входит, по крайней мере, в две кинематические пары, а вся цепь образует замкнутый контур (начав обход цепи на рис. 1.5 от звена 1 к звену 2, мы вернемся к звену / от звена 4). Во втором случае (рис. 1.7, а, б) хотя бы одно звено входит в состав только одной кинематической пары (звено 2). Естественно, при равном числе подвижных звеньев замкнутые цепи имеют меньшее число степеней свободы, чем разомкнутые. Первые широко применяются в кинематических цепях рабочих машин, станков, автоматов и т. д. вторые — в цепях манипуляторов и роботов. [c.16]

Таким образом, число степеней свободы манипулятора этого [c.36]

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]

Число степеней свободы может быть и больше 6. На рис. 206,2 показана схема манипулятора с числом степеней [c.554]

Влияние расположения кинематических пар манипулятора на его маневренность. Под маневренностью манипулятора понимается его число степеней свободы при неподвижном захвате. Одну степень маневренности имеет манипулятор, показанный на рис. 206, а, так как при неподвижном захвате его звенья могут вращаться вокруг оси, проходящей через центры сферических пар. В манипуляторе по схеме, показанной на рис. 206, б, при неподвижном захвате маневренность равна нулю, т. е. каждому положению захвата соответствует единственное расположение всех звеньев. Манипулятор по схеме рис. 206, в также не имеет маневренности. Однако одному и тому же положению захвата могут соответствовать два различных варианта расположения звеньев, что позволяет оператору обходить некоторые препятствия в рабочем объеме. [c.555]

Сравнение различных схем манипуляторов показывает, что маневренность зависит не только от числа степеней свободы захвата, но i от расположения кинематических пар, например, от расположения сферических пар. Повышение маневренности манипулятора позволяет выполнять движения более высоких классов и увеличивает свободу действия оператора при выполнении маневров. [c.555]

Следовательно, число степеней свободы манипулятора, как [c.560]

К собственным свойствам манипулятора относится его избыточность, которую определим как разность между числом степеней свободы всего исполнительного органа и числом степеней свободы захвата в рабочем пространстве. В системах с ненулевой избыточностью задача построения движений существенно обогащается, поскольку одно и то же движение захвата может достигаться при самых разнообразных движениях манипулятора [2]. Однако необходимо рассматривать избыточность по отношению к определенной двигательной задаче, т. е. учитывать не степени свободы захвата, а число независимых условий, накладываемых на его движение при выполнении этой задачи. В такой трактовке избыточность манипулятора оказывается свойством, оценивающим его двигательные возможности по отношению к различным видам движений захвата. [c.26]

Поистине революционную роль в системах управления и автоматизации производства сыграло появление математических счетно-решающих машин и устройств. Их спектры оказались безгранично большими, чем спектры человека. Но, может быть, самое главное заключается в том, что с помощью этих машин стало возможным заменить человека не только в процессах управления машинами, но и в выполнении многих других интеллектуальных функций, требующих решения сложнейших логических задач. С помощью этих маШин стали возможными анализ многозвенных, с большим числом степеней свободы механизмов, решение задач оптимального синтеза как отдельных механизмов, так и сложных машин и систем машин автоматического действия, решение задач проектирования многокритериальных и многопараметрических машинных устройств, программное управление большинством современных машин, управление новыми машинами с устройствами биомеханического вида типа манипуляторов, роботов, шагающих и других машин. [c.134]

К основным критериям качества манипуляторов относятся число степеней свободы, обслуживаемое пространство, занимаемые площадь и пространство цеха, быстродействие, быстроходность при выполнении отдельных движений, нагрузочная способность, отношения массы манипулятора к массе перемещаемого им груза и оснастки, вес и моменты инерции ведомых звеньев, величины инерционных моментов и усилий, усилия зажима транспортируемых деталей, точность позиционирования или отслеживания заданной траектории, воспроизводимость заданного закона движения (в том числе равномерность движения для технологических роботов), энергетические и вибрационные характеристики и КПД, температурные деформации, запас устойчивости и зона нечувствительности системы управления, показатели надежности, контролепригодность и др. [c.67]

Наиболее удовлетворяют предложенным критериям схемы манипуляторов, обладающие тремя степенями подвижности. Ограниченное число степеней свободы облегчает процесс управления, упрощает систему программирования, создает предпосылки для требуемой надежности всей системы, характеризуемой наработкой на отказ 160 ч и средним ресурсом до капитального ремонта 25 000 ч [28]. [c.230]

Сх. а—е представляют собой Н. манипуляторов, в которых использованы вращательные и поступательные пары. Н. характеризуются следующим числом степеней свободы w = = 7 (сх. б) W = 6 (сх. а, в) w = = 5 (сх. г.) w = i (ex. 5) w — 2 (ex. e). [c.195]

Тем не менее установки для ЭЛС состоят в основном из узлов и блоков, имеющих одинаковое функциональное назначение и отличающихся габаритными размерами, степенью вакуума, числом степеней свободы исполнительных механизмов и др. В связи с этим возможно широкое применение агрегатных (модульных) конструкций, позволяющих компоновать гаммы сварочных установок с разными технологическими возможностями разнообразным сочетанием основных агрегатов с различными параметрами и в различных конструктивных исполнениях сварочных пушек с различным ускоряющим напряжением, мощностью пучка, встроенными системами наблюдения или без них, с устройствами для дифференциальной откачки сварочных камер различного объема и формы со сменными манипуляторами для выполнения разного рода работ более совершенных и производительных откачных систем и др. [c.327]

Применение промышленных манипуляторов или манипуляторов общего назначения в этом случае представляется наиболее рациональным. Манипуляторами общего назначения принято называть дистанционно-управляемые механизмы, призванные выполнять требования оператора и производить вслед за ним манипуляции, функционально эквивалентные по своему характеру руке человека, т. е. механизмы, обладающие способностью захватывать различные предметы и имеющие достаточное число степеней свободы, чтобы перемещать предметы в любую точку обслуживаемого пространства и придавать им почти любое положение. [c.6]

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]

Шаровой шарнир имеется в кинематической цепи манипулятора ПР Мастер-слейв (рис. 18.7), состоящий из стойки О, четырех подвижных звеньев 1—4, двух цилиндрических шарниров, одной поступательной пары и одного шарового шарнира. Число степеней свободы механической руки равно [c.507]

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]

В зависимости от поставленной цели манипулятор должен обеспечивать различное число степеней свободы захвата. Например, для воспроизведения пространственного движения захвата в общем случае манипулятор должен иметь шесть степеней свободы, которые могут быть реализованы посредством семизвенной незамкнутой кинематической цепи с одними вращательными парами. Если же надо воспроизвести пространственную траекторию только одной точки захвата, то необходимое число степеней свободы уменьшается до трех, т. е, появляются избыточные степени свободы. Эта избыточность может быть использована для улучшения качественных показателей решения основной задачи. В рассматриваемом примере законы изменения трех обобщенных координат определяются по ус- [c.263]

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]

Моделирувщая программа "Динамика I" [ ], составленная согласно блок-схеме рис.2 позволяет исследовать манипуляторы с кинематическими парами 1-5 классов без ограничения на число степеней свободы. [c.6]

По конструктивному исполнению сварочные манипуляхоры подразделяются на универсальные с большим числом степеней свободы и специализированные — с ограниченным числом степеней свободы. Первые обеспечивают широкие технологические возможности, но имеют сложную конструкцию, что обусловливает их высокую стоимость. Применение универсальных манипуляторов целесообразно при единичном и мелкосерийном производстве с частой сменой типа свариваемых изделий. Специализированные манипуляторы намного проще по конструкции. Они предназначены для конкретного изделия (или группы однотипных изделий) и применяются как сменные манипуляторы. Основным их недостатком являются дополнительные затраты времени (иногда довольно значительные) на переналадку, установку дополнительных устройств и пр. Однако при крупносерийном и массовом производстве сменные устройства для сварки различных изделий позволяют получить максимальный эффект. [c.346]

Сервоманипуляторы, о название укрепилось за копирующими манипуляторами, в которых управляющий и исполнительный механизмы, расположенные дистанционно, связаны системами управления особого вида — обратимыми следящими системами (ОСС). ОСС обеспечивают однозначное соответствие по положению между задающими и исполнительными органами, а также отражают на первом усилия, приложенные ко второму. Число ОСС равно числу степеней свободы манипулятора. [c.622]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...