Содержание

Предмет и задачи курса «Механика автоматических устройств»…….. .6

Основные термины и определения, используемые в робототехнике

и манипуляторостроении……………………………………………………………………6

Классификация промышленных роботов……………………………………………… 8

Иерархия взаимодействия человека с роботом…………………………………………..11

Некоторые сведения из истории……………………………………………………………12

Структура и кинематика механизмов………………………………..14

Основные понятия и определения…………………………………………..14

Кинематические пары…………………………………………………..15

Кинематическая цепь…………………………………………………...16 Кинематическая схема механизма…………………………………….17

Кинематическое соединение……………………………………………17

Степени свободы механизма……………………………………………18

Методы аналитического отображения структуры механизмов………...19

Отображение структуры в форме конечных множеств…………….20

Отображение структуры в форме отношений……………………….21

Отображение структуры в форме матриц……………………………23

Отображение структуры в форме числовой последовательности..24

Структурные характеристики механизмов……………………………….24

Порядок структуры……………………………………………………...24

Тип кинематической цепи……………………………………………...25

Род кинематической цепи………………………………………………25

Плоские и пространственные цепи механизмов…………………….25

Число измерений структуры…………………………………………...26

Сложность структуры…………………………………………………..26

Структурная значимость кинематической пары……………………27

Кинематические характеристики манипуляторов………………………..29

Рабочий объем манипулятора………………………………………….29

Рабочая зона манипулятора…………………………………………….30

Маневренность манипулятора…………………………………………31

Скорость линейных перемещений звеньев…………………………...32

Скорость угловых перемещений……………………………………….32

Точность манипуляторов………………………………………………..32

Величина и коэффициент сервиса……………………………………...33

Определение зоны обслуживания, величины и коэффициента

сервиса манипуляторов………………………………………………….34

1. Вращательная пара ……………………………………………………34

2. Сферическая пара с пальцем …………………………………………37

3. Трёхподвижная сферическая пара …………………………………...39

Общие сведения о системах координат……………………………………...40

Кинематический анализ манипуляторов……………………………………42

Кинематический анализ манипуляторов методом проекций………42

Кинематический анализ манипуляторов методом преобразования

координат…………………………………………………………………..46

Некоторые сведения о системах координат………………………46

Некоторые сведения из алгебры матриц………………………….49

Задачи кинематического расчёта…………………………………..54

Условия выбора систем координат………………………………...54

Преобразование прямоугольных координат……………………...54

Параллельный перенос системы координат…………………...55

Определение углового положения систем координат

с помощью направляющих косинусов…………………………..55

Определение углового положения системы координат

с помощью направляющих косинусов в случае конечного

поворота относительно заданной оси………………………….56

Элементарные преобразования координат………………………..58

Совмещение двух координатных систем, произвольно

расположенных в пространстве……………………………..………59

Пример кинематического анализа манипулятора «Маскот-1»…60

Кинематический анализ манипулятора промышленного

робота……………………………………………………………………63

Динамика манипуляционных устройств…………………………. 65

Силовой анализ манипуляторов……………………………………………….68

Задачи силового анализа механизмов…………………………………..68

Силы инерции звеньев плоских механизмов…………………………. 68

Силы инерции звеньев пространственных механизмов……………...69

Условие статической определимости кинематической цепи………...70

Силовой анализ с учетом трения………………………………………...71

Определение реакций опор с учетом сил трения……………………....72

Уравнения движения манипуляторов………………………………………...73

Характеристики сил, действующих на звенья манипулятора…….…73

Уравнения движения механизма в форме интеграла энергии……….73

Кинетическая энергия манипулятора…………………………………...74

Приведение сил и масс в манипуляторах……………………………….74

Дифференциальное уравнение движения манипулятора…………….75

Режимы движения механизма…………………………………………....76

Уравнения движения механизма………………………………………...76

Составление уравнений движения………………………………………78

Определение усилий приводов манипулятора при реализации

движения объекта по заданной траектории…………………………….80

Определение сил и моментов, обеспечивающих программное

движение манипулятора…………………………………………………..82

Кинетостатический метод составления уравнений движения……....87

Расчет манипуляторов промышленных роботов

на жесткость и точность позиционирования……………………...87

Конструктивные и расчетные схемы………………………………….....88

Уравнения деформации конструкции…………………………………..89

Влияние зазоров и контактных деформаций в опорах на

погрешность позиционирования промышленных роботов………….91

Влияния расстояний между опорами на смещение руки робота……93