Вопрос 2. Манипуляторы с цилиндрической системой координат.

Наряду с поступательными перемещениями осуществляется од­но угловое перемещение (по окружности). Соответственно, рабочая зона ограничена цилиндрическими поверхностями.

Билет 21.

Назначение сенсорных систем.

Классификация технологических комплексов с роботами на основных технологических операциях.

Ответы:

Вопрос 1. Сенсорные системы предназначены для получения информации о внешней среде и положении робота в ней. По свойствам и параметрам сенсорные системы можно раз­делить на следующие 3 группы:

Системы, дающие общую картину окружающей среды с последующим выделением отдельных объектов, значимых для выполнения роботом его функций.

Системы, определяющие различные физико-химические свойства внешней среды и ее объектов.

Системы, определяющие координаты местоположения робота и па­раметры его движения, включая его координаты относительно объек­тов внешней среды и усилия взаимодействия с ними.

Первая группа - системы технического зрения и различного типа локаторы. Вторая группа наиболее многообразна. Это измерители геометрических параметров, плотности, температуры, оптических свойств, химического состава и т. д. Третья группа определяет параметры, относящиеся к самому роботу. Это измерители его географических координат в про­странстве от спутниковых систем до использующих магнитное поле Зем­ли, измерители угловых координат (гироскопы), измерители перемеще­ния и скорости…

В составе робота все эти сенсорные системы ориентированы на обслужи­вание 2 исполнительных систем — передвижения и манипуляциоппой. Основные требовании к сенсорным системам — даль­ность действия, точность, быстродействие и т. д.

Сенсорные системы, используемые в системах передвижения робота, подразделяются на системы, обеспечивающие навигацию в пространстве и системы, обеспечивающие безопасность движения (предотвращение столкновений с препятствиями и опрокидываний на уклонах и т. п.).

Сенсорные системы, обслуживающие манипуляторы, тоже образуют две подгруппы: системы, входящие в контур управления движением манипулятора, и системы, очувствления его рабочего органа (входят размещенные у рабочего органа манипулятора системы технического зрения и измерители усилий).

Контактные сенсорные системы - для очувствления рабочих органов манипуляторов и корпуса мобильных роботов. Они позволяют фиксировать контакт с объектами внешней среды (тактиль­ные сенсоры), измерять усилия, возникающие в месте взаимодействи, определять проскальзывание объектов при их удержании захватным устройством. Они накладывают существенные ограничения на динамику и прежде всего на быстродействие управления роботом.

Тактильные сенсоры помимо получения информации о контакте приме­няются и для определения размеров объектов (путем их ощупывания). Они реализуются с помощью концевых выключателей, герметизирован­ных магнитоуправляемых контактов, на основе токопроводящей резины ("искусственная кожа") и т. д. Важным требованием является высокая чувствительность (срабатывание при усилии в единицы и десятки грамм), малые габариты, высокая меха­ническая прочность и надежность.

Сенсорные системы ближнего действия обеспечивают получение инфор­мации об объектах, расположенных на расстояниях, соизмеримых с их размерами. К таким системам относятся оптические локаторы, дальномеры, дистанционные измерители плотности грунта п т. п. Позволяют роботу выполнять задание с большей скоростью, выдавая информацию о различных объектах до соприкосновения с ними.

Сенсорные системы дальнего действия служат для получения информа­ции о внешней среде в объеме всей рабочей зоны манипуляторов роботов и окружающей среды мобильного робота. К ним относятся различные навигационные системы, локаторы и другие сенсорные системы соответствующей даль­ности действия.

В бесконтактных сенсорных системах для получения требуемой инфор­мации используются излучаемые ими специальные сигналы (оптические, радиотехнические, ультразвуковые и т. д.) и естественные излучения сре­ды и ее объектов. В зависимости от этого различают активные и пассив­ные сенсорные системы. Активные сенсорные системы имеют передатчик, излучающий первичный сигнал, и приемник, регистрирующий прошед­ший через среду прямой сигнал или вторичный сигнал, отраженный от объектов среды. Пассивные системы имеют, естественно, только прием­ное устройство, а роль излучателя играют сами объекты внешней среды. Поэтому пассивные сенсорные системы технически обычно проще и де­шевле активных, но менее универсальны.

В настоящее время для очувствления роботов наиболее широкое приме­нение получили системы технического зрения, локационные и тактильные. Наиболее универсальными из них являются системы технического зрения. По сравнению со зрением живых организмов задачи технического зрения проще, так как для них, как правило, существенно более ограничен и за­ранее известен перечень объектов внешней среды, с которыми предстоит иметь дело.

Конструктивно сенсорные устройства размещают на рабочих органах манипуляторов (устройства ближнего действия), на корпусе робота или вне робота (устройства дальнего и сверхдальнего действия).