- •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
Раздел 2. Кинематика механизмов автоматических устройств
Скорость и ускорение точек механизма.
Угловая скорость и угловое ускорение звеньев.
Виды движений звеньев механизмов.
Общие подходы при решении прямой и обратной задачи о положении звеньев автоматических устройств.
Математический аппарат, используемый при решении этих задач.
Практический смысл решения прямой и обратной задачи кинематики применительно к механизмам автоматических устройств на примере манипуляторов промышленных роботов.
Основные условия применения метода проекций. Примеры применения метода проекций при анализе механизмов автоматических устройств с двумя степенями свободы.
Численные методы решения дифференциальных уравнений при кинематическом анализе манипуляционных механизмов.
Условия выбора систем координат.
Методы преобразования прямоугольных координат.
Направляющие косинусы. Матрица направляющих косинусов.
Преобразование систем координат с использованием матрицы направляющих косинусов.
Элементарные преобразования координат. Матрицы элементарных поворотов относительно координатных осей и переносов вдоль координатных осей прямоугольных систем координат.
Последовательность элементарных преобразований координат при совмещении двух расположенных произвольным образом прямоугольных систем.
Кинематический анализ манипулятора с несколькими степенями свободы методом преобразования координат.
Раздел 3. Динамика механизмов автоматических устройств
Динамика механизма, общие понятия и определения.
Связь между воздействующими на систему силами и перемещениями её точек.
Расчетные схемы для определения первых частот собственных колебаний манипуляторов промышленных роботов.
Зависимость частотных характеристик от положения груза в горизонтально расположенной руке робота.
Задачи силового анализа механизмов.
Силы инерции звеньев плоских механизмов.
Силы инерции звеньев пространственных механизмов.
Условие статической определимости кинематической цепи.
Силовой анализ с учетом сил трения.
Характеристики сил, действующих на звенья механизмов.
Уравнение движения механизма в форме интеграла энергии.
Дифференциальное уравнение движения манипулятора.
Кинетическая энергия механизма.
Приведение масс и сил в механизмах.
Дифференциальное уравнение движение механизма.
Режимы движения механизма.
Уравнение движения механизма в форме уравнений Лагранжа II рода.
Примеры составления уравнений движения механизмов и их решения.
Определение усилий приводов манипулятора при реализации движения объекта по заданной траектории.
Определение сил и моментов, обеспечивающих программное движение механизма с несколькими степенями свободы.
Применение принципа кинетостатики при составлении уравнений движения.
Семестр 5
Раздел 4. Точность автоматических устройств
Понятие жесткости механических систем.
Конструктивные и расчетные схемы.
Уравнения деформации конструкции на примере манипулятора промышленного робота.
Соотношения между жесткостями горизонтального и вертикального звеньев.
Погрешность позиционирования автоматических устройств и её составляющие.
Влияние зазоров и контактных деформаций в опорах на погрешность механизмов.
Закономерность влияния расстояний между опорами на величину собственной деформации звена.
Примеры использования размерных цепей для расчета погрешностей автоматических устройств.
