Записка (Проект №1-8 - Транспортная платформа робота вертикального перемещения на базе пневмопривода), страница 2

Если же жесткость педипуляторов на растяжение значительно меньше жесткости на сжатие. Отсюда вытекает неравенство

и следовательно

Анализ показывает что если и то имеет единственный максимум при :

кг,

причем максимальная длина педипулятора составляет 16 сантиметров.

Проведя расчет, получаем, что масса робота не должна превышать 38 килограмм. Учитывая погрешности и неучтенный вес конструкций и отдельных составляющих частей робота, возьмем коэффициент запаса равный 1,1. Тогда получим:

Используя формулу для расчета длины педипулятора получим что длина педипулятора равна 10 сантиметрам. Исходя из полученных данных выберем пневмоцилиндры из списка стандартных изделий Pnewmax.

4.Выбор пневмоприводов.

Из возможных цилиндров был выбран цилиндр с обозначением 6100.25.40.С. Все его характеристики представлены в приложении 1. В данном приложении использовалась техническая литература, предоставляемая производителем Pnewmax.

Пневмоцилиндры вертикального перемещения выбирались из соображений того, чтобы они были способны переместить робота вертикально вверх. Для этого усилие создаваемое пневмоцилиндрами должно быть больше веса робота. Скорость движения играла не решающую роль в подборе пневмопривода. Так же немаловажным был ход поршня. Мною был выбран пневмоцилиндр 6210.25.175.С. Расшифровка представлена в приложении 2, там же указаны все характеристики данного пневмоцилиндра. Приложение 2 является технической литературой фирмы Pnewmax по данному типу пневмоцилиндров.

Оставшийся поворотный модуль был подобран исходя из соображений маневренности. Так же он должен выдерживать вес робота в тот момент когда основные педипуляторы перемещаются по ходу робота. Для этого была увеличена площадь центральной присоски в 4 раза, что позволяет создавать ту же силу что и 4 присоски радиусом 5см. Создаваемый им момент должен быть достаточен для поворота робота вокруг оси. Мною было принято решение о целесообразности применения поворотного модуля с варьируемым углом поворота. Данный угол определяется регулировочными винтами. Согласуясь с расчетами мною выбран модуль 6400.100.А. Расшифровка и характеристика находятся в приложении 3.

5.Организация управления.

Для управления пневмоцилиндрами вертикального перемещения используется распределитель с электромагнитным управлением, который подает сигналы управления на два распределителя с пневматическим управлением, отвечающих за вертикальное перемещение. Другие два распределителя с электромагнитным управлением подают сигналы на 4 распределителя отвечающих за прижатие и подъем присосок к поверхности. Два вида распределителей используется из-за того, что распределитель с электромагнитным управлением не способен выдавать необходимую мощность для движения цилиндров. Такую мощность обеспечивают распределители с пневмоуправлением, для которых и стоят маломощные распределители. Поворотный модуль обслуживается распределителем с электромагнитным управлением. Рабочее давление в магистрали – 6 бар. Все присоединительные отверстия к магистрали были подобраны так, чтобы их резьба была одинакова, для обеспечения простоты монтажа магистрали. На всех разъемах нарезана резьба G1/8.

Полученная платформа обладает следующими характеристиками:

Угол поворота до 90 градусов. Технически, угол поворота ограничивается подводом магистрали с сжатым воздухом.

Ход – 175 мм. Данный ход не является большим, но этого достаточно для мобильности робота и выполнения операций.

Габаритные размеры в процессе конструирования были незначительно изменены и получены следующими: 750х530х240мм

Масса робота с грузом – 42 кг.

6.Схема работы.

Передвижение робота происходит за семь этапов.

1 этап.

Педипуляторы прижаты к поверхности. Присоска центрального поворотного модуля не касается поверхности.

2 этап.

Не поднимая педипуляторы, включаются пневмоцилиндры вертикального передвижения. Придя в конечное положение, они останавливаются.

3 этап.

Пневмоцилиндры педипуляторов, не отрывая их от поверхности,начинают прижимать платформу к поверхности до тех пор, пока центральная присоска поворотного модуля не прижмется к поверхности.

4 этап.

Прижавшись к поверхности, она присасывается к стене, тем самым перенося всю нагрузку на себя, разгружая педипуляторы. Пневмоцилиндры педипуляторов продолжают их поднимать до тех пор, пока они не прийдут в крайнее положение и оторвутся от стены.

5 этап.

Держась на центральной присоске, робот переносит платформу вперед, с помощью включения пневмоцилиндров вертикального перемещения.

6 этап.

Выключив пневмоцилиндры вертикального перемещения, начинают выдвигаться педипуляторы до касания их присосок поверхности. Коснувшись поверхности они присасываются к поверхности и разгружают центральный модуль.

7 этап.

Педипуляторы продолжают выдвигаться пока центральная присоска не поднимется над поверхностью.

Данный способ передвижения накладывает некоторые ограничения в использовании различных типов присосок. Для того чтобы данная схема работала и сглаживала некоторые неровности поверхности, мною было предложено использовать податливую конструкцию основу крепления центральной присоски к поворотному модулю. Это может быть либо крепление через пружины, либо использование специальной конструкции присоски. Имея торообразную резиновую основу, она так же будет являться податливой. Конструкции представлены на 3 Листе.

7.Заключение.

По итогам работы были подобраны необходимые составляющие для сборки данной платформы. Материалом платформы был выбран алюминиевый сплав. Сама платформа изготавливается штамповкой. Необходимые пневмоцилиндры, педипуляторы и поворотный модуль были выбраны, согласно расчетам, из каталога Pnewmax. Каталог приведен в приложениях. Обеспечена грузоподъемность робота в 20 кг. Чистый вес робота без нагрузки - 22 кг. Место под нагрузку выделено в центральной части робота для большей устойчивости. Компануя платформу, пришлось незначительно увеличить размеры.

Список использованной литературы

1.В.Г.Градецкий, М.Ю.Рачков Роботы вертикального перемещения Москва 1997г.

2. Информация производителя пневматики ООО «ПНЕВМАКС»

3. В. И. Анурьев. Справочник конструктора-машиностроителя в трех томах. М: изд. Машиностроение, 2001

4. www.pneumax.ru

12