Главная > Разное > Конструирование роботов
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

2.5.4. Механизмы перемещения

В предложенной выше системе (в механизме ориентирования методом малых перемещений) рассмотрим ее верхнюю часть. Большие размеры звеньев придают манипулятору характерную архитектуру. Ограничимся анализом неизбыточных механических систем.

В большинстве случаев три степени свободы реализуются таким образом, что первое сочленение является поступательным или вращательным вокруг оси плоского механизма с двумя степенями свободы. Уравнения перемещения в этом случае при условии правильного выбора координат имеют вид

Начнем с рассмотрения плоского механизма, который может располагаться вертикально или горизонтально в зависимости от требований к его применению.

Перемещение в плоскости. (Для простоты все рисунки изображены в вертикальной плоскости.)

Рис. 2.14. Механизмы перемещения в плоскости. а — система Р-Р; б - система Р-R; в — система R-Р; г - система R-R.

Механизмы с разомкнутой цепью сочетают обычно поступательные движения вдоль ортогональных осей, расположенных в плоскости, и/или вращения вокруг осей, перпендикулярных плоскости. Возможны четыре варианта:

1) система (рис. 2.14, а) в зависимости от того, находится ли ось горизонтального поступательного движения выше или ниже вертикальной оси, может иметь две разные конфигурации;

2) система (рис. также возможны две конфигурации в зависимости от того, является ли поступательное движение горизонтальным или вертикальным;

3) система (рис. 2.14, в);

4) система (рис. 2.14,г).

Механизмы с замкнутыми цепями. Ограничимся здесь рассмотрением некоторых характерных кинематических схем, которые широко применяются на практике.

• Устройство, показанное на рис. 2.15, а, эквивалентно механизму с разомкнутой цепью, представленному на рис. 2.15,6. Оно позволяет замещать вращательные устройства поступательными (домкрат с электромотором, соответствующим системе винт — гайка, и т.д.).

• Устройство в виде параллелограмма (рис. 2.16) создает движение, эквивалентное движению, которое можно получить с помощью схемы, приведенной на рис. 2.15,6.

• Устройство в виде пантографа (рис. 2.17) часто используется в подъемных механизмах в роботах с большим выносом

рабочего органа. Оно обычно размещается на колонне и может вращаться вокруг ее оси. Основным достоинством такого устройства является возможность осуществлять большие горизонтальные и вертикальные перемещения точки С с помощью приводов малого хода, размещаемых в основании манипулятора.

Рис. 2.15. Механизм с двумя замкнутыми цепями, приводящимися в движение линейными домкратами.

• Устройство, показанное на рис. 2.18, а, состоит из нескольких параллелограммов, за счет чего обеспечивает перемещение звена , сохраняя его ориентацию.

Рис. 2.16. Пример системы с шарнирным параллелограммом.

Последнее равносильно тому, что вращения (рис. 2.18,б) связаны соотношением

Перемещение в пространстве. Поступательное движение плоских механизмов. Комбинируя плоские перемещения, рассмотренные выше, с поступательным движением вдоль перпендикулярной оси, можно получить множество кинематических

схем, среди которых самыми распространенными являются следующие:

• Система типа РРР (рис. 2.19,а). Рабочий орган робота перемещается по траекториям, совокупность которых образует параллелепипед.

Рис. 2.17. Пантограф

Система типа PRP (рис. 2.19,6). Рабочий орган робота перемещается по траекториям, совокупность которых образует цилиндр. При этом оси поступательного и вращательного движений совпадают.

Рис. 2.18. Механизм перемещения с постоянной ориентацией.

Изменяя последовательности звеньев, можно менять последовательность этих движений без изменения результатов, что соответствует сложной связи с двумя степенями подвижности (стопор).

• Система типа PRR (рис. 2.19,в). Рабочий орган робота перемещается по цилиндрической поверхности. Поступательное и два вращательных движения имеют параллельные оси, поэтому существуют две эквивалентные системы типа RPR или RRP,

Эта система чаще всего встречается при вертикальном расположении осей.

Вращательное движение плоских механизмов.

Рис. 2.19. (см. скан) Перемещение в пространстве с помощью поступательного движения (а-в) и вращения плоского механизма (г-д).

Если поворачивать плоскость вокруг вертикальной или горизонтальной прямой, получаются различные структуры, из которых наиболее распространенными являются следующие:

Система типа RRP (рис. 2.19,г). Робот с рабочим органом перемещаются внутри сферы.

Система типа RRR (рис. 2.19,д). Робот с рабочим органом перемещаются внутри тора.

Ниже более подробно исследованы возможности создания реальных конструкций на базе рассмотренных выше кинематических схем.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление