- •Содержание
- •Кинематическая цепь…………………………………………………...16 Кинематическая схема механизма…………………………………….17
- •Предмет и задачи курса «Механика автоматических устройств»
- •Основные термины и определения, используемые в робототехнике и манипуляторостроении
- •Классификация промышленных роботов
- •Классификация промышленных роботов
- •Классы точности промышленных роботов
- •Иерархия взаимодействия человека с роботом
- •Некоторые сведения из истории
- •Структура и кинематика механизмов Основные понятия и определения
- •Кинематические пары
- •Кинематическая цепь
- •Условные обозначения кинематических пар
- •Кинематическая схема механизма
- •Кинематическое соединение
- •Кинематические соединения
- •Степени свободы механизма
- •Методы аналитического отображения структуры механизмов
- •Отображение структуры в форме конечных множеств
- •Отображение структуры в форме отношений
- •Отображение структуры в форме матриц
- •Отображение структуры в форме числовой последовательности
- •Структурные характеристики механизмов
- •Порядок структуры
- •Тип кинематической цепи
- •Род кинематической цепи
- •Плоские и пространственные цепи механизмов
- •Число измерений структуры
- •Сложность структуры
- •Структурная значимость кинематической пары
- •Кинематические характеристики манипуляторов
- •Рабочий объем манипулятора
- •Рабочая зона манипулятора
- •Маневренность манипулятора
- •Скорость линейных перемещений звеньев.
- •Скорость угловых перемещений
- •Точность манипуляторов
- •Величина и коэффициент сервиса
- •Определение зоны обслуживания, величины и коэффициента сервиса манипуляторов
- •Общие сведения о системах координат
- •Кинематический анализ манипуляторов
- •Кинематический анализ манипуляторов методом проекций
- •Кинематический анализ манипуляторов методом преобразования координат Некоторые сведения о системах координат
- •Связь между прямоугольными, цилиндрическими и сферическими
- •Некоторые сведения из алгебры матриц
- •Задачи кинематического расчёта
- •Условия выбора систем координат
- •Преобразование прямоугольных координат
- •Элементарные преобразования координат
- •Совмещение двух координатных систем, произвольно расположенных в пространстве
- •Пример кинематического анализа манипулятора «Маскот-1»
- •Кинематический анализ манипулятора промышленного робота
- •Динамика манипуляционных устройств
- •Силовой анализ механизмов Задачи силового анализа механизмов
- •Силы инерции звеньев плоских механизмов
- •Силы инерции звеньев пространственных механизмов
- •Условие статической определимости кинематической цепи
- •Силовой анализ с учетом трения
- •Определение реакций опор с учётом сил трения
- •Уравнения движения механизмов Характеристики сил, действующих на звенья
- •Уравнения движения механизма в форме интеграла энергии
- •Кинетическая энергия механизма
- •Приведение сил и масс в механизмах
- •Дифференциальное уравнение движения механизма
- •Режимы движения механизма
- •Уравнения движения механизма
- •С оставление уравнений движения
- •Определение усилий приводов манипулятора при реализации движения объекта по заданной траектории
- •Определение сил и моментов, обеспечивающих программное движение манипулятора
- •Кинетостатический метод составления уравнений движения
- •Расчет манипуляторов промышленных роботов на жесткость и точность позиционирования
- •Конструктивные и расчетные схемы
- •Уравнения деформации конструкции
- •Влияние зазоров и контактных деформаций в опорах на погрешность позиционирования промышленных роботов
- •Влияния расстояний между опорами на смещение руки робота
- •Литература.
- •Раздел 1. Структурный анализ и синтез автоматических устройств
- •Раздел 2. Кинематика механизмов автоматических устройств
- •Раздел 3. Динамика механизмов автоматических устройств
- •Раздел 4. Точность автоматических устройств
Маневренность манипулятора
Маневренность
манипулятора – число степеней свободы
его кинематической цепи при условно
неподвижной кисти. При определении
маневренности условно закрепляют схват
в манипуляторе и определяют число
степеней свободы оставшейся кинематической
цепи используя формулу:
для плоских манипуляторов или
для пространственных манипуляторов.
Повышение маневренности обеспечивает большую свободу действий оператора в выполнении движений, обходов и маневров.
Скорость линейных перемещений звеньев.
Скорость
линейных перемещений звеньев определяет
производительность и быстродействие
манипулятора. В зависимости от величины
скорости движения схвата манипуляторы
подразделяются на тихоходные
,
среднескоростные
и скоростные
.
Большим
быстродействием характеризуются
манипуляторы с пневмоприводом
.
Требования к закону движения пневмоприводов
сводятся к одному из двух случаев: 1)
обеспечению плавного безударного
перемещения приведенной к штоку массы
в заданное время
(обычно минимальное); 2) получению близкого
к равномерному закона движения на
большей части хода. В первом случае
требуемый закон реализуется с помощью
тормозного золотника, уменьшающего
сечение выхлопного канала пневмоцилиндра
в некоторой точке хода, либо настройкой
пневмопривода на режим автоторможения.
Скорость угловых перемещений
В
зависимости от величины угловой скорости
движения схвата
манипуляторы подразделяются на тихоходные
с
,
среднескоростными с
,
и скоростными с
и высокоскоростными с
.
Угловые скорости зависят в значительной
степени от грузоподъемности манипулятора.
Основными приводами вращательного
движения являются электромеханический,
гидравлический и пневматический. Выбор
типа привода во многом определяется
процессами торможения рабочих органов.
Эти процессы обеспечивают перевод
рабочих органов из состояния движения
в состояние покоя за минимальное время
при ограничении величины углового
ускорения, определяющего динамику
манипулятора.
Точность манипуляторов
Позиционирование
– это перемещение схвата с изделием в
определенную точку пространства или
рабочего объема. Абсолютная погрешность
позиционирования
- это отклонение в миллиметрах некоторой
точки схвата от заданного положения
или траектории при многократном
повторении цикла движений. В зависимости
от величины абсолютной погрешности
позиционирования манипуляторы
подразделяют на прецизионные с
;
повышенной точности с
;
средней точности с
;
малой точности с
.
Погрешность позиционирования зависит
от структуры манипулятора. Чем сложнее
кинематическая цепь и больше число
степеней свободы, тем ниже точность.
Поэтому прецизионные манипуляторы, как
правило, имеют относительно простую
кинематическую цепь с числом степеней
свободы не превышающим 5.
Для оценки точности манипуляторов с позиционным управлением используется относительная погрешность позиционирования схвата, представляющая собой отношение максимальной абсолютной ошибки к минимальному расстоянию от оси, ближайшей к основанию робота кинематической пары, до границы рабочей зоны, выраженное в процентах.
Относительная погрешность воспроизведения траектории – это величина, характеризующая точность роботов с контурным управлением и представляющая отношение максимальной абсолютной ошибки к максимальному расстоянию от оси ближайшей к основанию робота кинематической пары до границы рабочей зоны, выраженное в процентах.
