54. Подвижность и маневренность манипулятора. Структурный синтез.

Синтез манипулятора промышленного робота по размерам и форме зовы обслуживания

Маневренность — подвижность кинематической цепи при закреплен­ной «руке». В пространстве М -W-Ь, а в плоскости М ~W-3. Маневренность определяет количество способов обхода «рукой» препятствий:.

Маневренность используют для оптимизации параметров работы манипулятора (траектории и энергопотребления).

Промышленные манипуляторы применяются для выполнения огра­ниченных функций руки человека. Их оптимальная степень подвижное!» равна трем. Соответственно, они содержат три низшие кинематические па­ры, приводимые в движение от простейших промышленных двигателей со степенью подвижности W= 1. Это - электромагниты, гидро- и пневмоцилиндры, линейные и шаговые электродвигатели и т.п Команды на их управление поступают от ЭВМ,У трехподвижных манипуляторов возможны 4 комбинации поступательных (П) и вращательных (В) низших кинематических пар – ППП, ВПП и ВВВ. Каждой комбинации соответствует своя форма зоны обслуживания

Синтез описанной группы манипуляторов сводится к тому, чтобы за счет выбора длин соответствующих звеньев и возможностей движения в кинематических парах обеспечить досягаемость задаваемых зон обслужи­вания. Например, для манипулятора ППП на рис. 9.3 должно быть

Синтез манипулятора по коэффициенту сервиса

Универсальный манипулятор (рис. 9.7) имеет W=7 и М= 1

Пусть длины звеньев:

,> ₂> ₃

,> ₂+ ₃

Рабочий объем между сферами радиусов:

,- ₂ - ₃

,+ ₂+ ₃

Рис. 9.9. Изменение проворачиваемости схвата в опорной плоскости

Если звено АВ в какой-либо точке на прямой АС является кривоши­пом, то этот кривошип в указанной точке будет иметь возможность опи­сать телесный угол 4π (2я в опорной плоскости и 2 π вокруг прямой АС).

При этом θ =4 π. У границ же рабочего объема станет θ = 0.

В точках неполного сервиса угол сервиса Q по определению

Q=

где F' - площадь части сферы, которую описывает из точки А звено

55.Зонаобслуживания.Угол и коэффициент сервиса.

Зона обслуживания - часть рабоче­го объема, фактически обслуживаемая схватом «рукой» с учетом конструкции кинематических пар. Пример - рука чело­века (рабочий объем - шар, зона обслу­живания - полушар).

Угол и коэффициент сервиса - не во всякой точке зоны обслуживания «ру­ка» манипулятора может располагаться всеми возможными способами от­носительно этой точки. При любой степени подвижности и маневренности существует телесный угол Q, в пределах которого это возможно. Телесный угол можно определить площадью сферы единичного радиуса, описывае­мой схватом манипулятора из точки К (рис. 92). На границах зоны обслу­живания указанный угол равен нулю. Величина этого угла называется уг­лом сервиса, а отношение угла сервиса к полному его значению (4 π) назы­вается коэффициентом сервиса Q =Q/4π. Среднее значение коэффициен­та сервиса в рабочем объеме V:

Названные показатели задают и используют для проектирования схем манипуляторов и выбора их размеров.

Степень подвижности выбирают в зависимости от задач, поставлен­ных перед манипулятором. Степень подвижности, равная треп, позволяет руке достигать любую точку зоны обслуживания. При степени подвижно­сти, равной двум, движение может осуществляться лишь в плоскости.

Маневренность назначают для оптимизации параметров работы ма­нипулятора (оптимизация траекторий и энергопотребления путем оптими­зации рабочих нагрузок).