Проектирование манипулятора

Индекс подвижности манипулятора : П х – В z - B y Рис. 1 Кинематическая схема манипулятора

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 7

2. Описание последовательности движений звеньев манипулятора 1. В исходном состоянии рабочий орган манипулятора находится в первой точке позиционирования, в начале системы координат. Ни одно из звеньев не совершало движения. 2. Звено один совершает перемещение, в результате чего рабочий орган перемещается из точки один в точку два. 3. Второе звено совершает перемещение, в результате чего рабочий орган поворачивается на 180 ° и подходит к точке три. 4. Звено один совершает перемещение, при этом рабочий орган перемещается в точку четыре. 5. Второе звено совершает перемещение, в следствии чего, рабочий орган поворачивается на 180 ° и возвращается в точку один.

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 8

3. Форма, размеры и расположение рабочей зоны Для определения параметров рабочей зоны необходимо рассчитать геометрические размеры манипулятора.

Следовательно, необходимо определить размеры цилиндра поступательного перемещения, а также размеры цилиндра вращательного перемещения.

Сначала определим размеры цилиндра поступательного перемещения: Рис.2 Цилиндр поступательной подвижности Определим длину цилиндра L по формуле:

Н – заданное поступательное перемещение 1,1 – взято из конструктивных соображений

Определим диаметр цилиндра D по формуле:

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 9

Определим размеры цилиндра вращательных подвижностей: Рис.3 Цилиндр вращательной подвижности Определим длину цилиндра L по формуле:

Н – величина поступательного перемещения для поворота на необходимый угол, которая определяется по формуле Н = p d для поворота на угол 360 ° d – диаметр вала вращения (4см) 0,05 – запас на поршни и другие конструктивные элементы Так как имеется две вращательные подвижности, то была рассчитана длина каждой подвижности, которые равны:

Определим диаметр цилиндра D по формуле:

2,5 – коэффициент, учитывающий диаметр вала вращения и тодлщину рейки 1,1 – из конструктивных соображений Результаты определения диаметра:

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 10

Рис.4 Параметры рабочей зоны На рисунке 4 представлена рабочая зона рабочего органа. Из данного рисунка видно, что четыре точки позиционирования рабочего органа отмечены цифрами 1,2,3,4.

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 11

4. Упрощённая конструкция манипулятора со связанными системами координат

Рис.5 Упрощённая конструкция манипулятора со связанными системами координат Связанные системы координаты расставлены в соответствии с представлениями Денавита – Хартенберга.

Система [X 0 ,Y 0 ,Z 0 ] – связанная система координат 1-го звена [X 1 ,Y 1 ,Z 1 ] – связанная система координат 2-го звена [X 2 ,Y 2 ,Z 2 ] – связанная система координат 3-го звена [X Р ,Y Р ,Z Р ] – связанная система координат рабочего органа

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 12

5. Результирующие однородные матрицы преобразований для каждой точки позиционирования Результирующие однородные матрицы преобразования определяются с помощью уравнения кинематики манипулятора:

Определение однородной матрицы преобразования для первой точки позиционирования рабочего органа:

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 13

Однородная матрица преобразований для первой точки равна:

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 14

Определение однородной матрицы преобразования для второй точки позиционирования рабочего органа:

Произведя необходимые подсчёты, как в предыдущем случае получим однородную матрицу преобразований для второй точки:

Определение однородной матрицы преобразования для третьей точки позиционирования рабочего органа:

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 15

Произведя необходимые подсчёты, как в предыдущем случае получим однородную матрицу преобразований для третьей точки:

Определение однородной матрицы преобразования для четвёртой точки позиционирования рабочего органа:

Произведя необходимые подсчёты, как в предыдущем случае получим однородную матрицу преобразований для четвёртой точки:

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 16

6. Принципиальная электрическая схема устройства управления

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 17

7. Сборочный чертёж манипулятора в прямоугольной правосторонней системе координат

Рис. 7 Сборочный чертёж манипулятора в прямоугольной правосторонней системе координат

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 18

Заключение В данной работе был спроектирован манипулятор, который производит технологическую операцию точечной сварки.

Данный манипулятор может производить сварку в четырёх точках позиционирования, но при необходимости их количество можно увеличить до восьми. Также в работе используется позиционная система управления и представлена схема электрическая принципиальная устройства управления, а также сборочный чертёж манипулятора. Как показывает проект робот может справляться с некоторыми задачами выполняемыми людьми, а особенно незаменимой помощь подобного робота становится в сложных условиях, в которых человеку невозможно работать.

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 19

Литература 1. Конспект “ Робототехника ” Мардаре И.А., 2001,ТУМ 2. “Роботы и автоматизация производства”, Асфаль Р., М.:Машиностроение, 1989г.

Лист Изм Лист № докум. Подп. Дата 4

Введение Слово «робот» было введено в обращение чешским писателем Карелом Чапеком и первоначально означало: «машина с антропоморфным (человекоподобным) поведением, которое частично или полностью выполняет функции человека при взаимодействии с окружающим миром». Писателя-фантаста, химика по образованию, Айзека Азимова, многие называют теоретиком робототехники. Сам он пишет об этом следующее: «Я дожил до дня, когда мои законы воспринимают всерьез и цитируют в научных статьях ученые-робототехники». Первые роботы, имитировавшие внешний облик и движения человека, использовались в развлекательных целях. По мере развития техники роботы потеряли внешнее сходство с человеком и превратились в различные устройства и механизмы, которые освобождают людей от тяжелой и однообразной работы, от работы, опасной для здоровья (в условиях повышенной радиации, высокой или низкой температуры, в труднодоступных местах). В настоящее время робототехника представляет человеку огромный спектр вспомогательных устройств, начиная от роботов-сварщиков и заканчивая подводными телеуправляемыми системами.

Лучшие умы планеты бьются над основной задачей, лежащей на стыке таких отраслей знаний, как искусственный интеллект, техническая кибернетика, психология, системный анализ, а именно — задачей наделить робототехническую систему разумом.

Промышленные роботы Эта группа роботов также практически полностью лишена разума.