Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 40

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 40)

Последнее жестко скреплено с вращаемым элементом узла (У) манипулятора С помощью такого зубчато-реечного механизма можно произвести поворот на любой угол до 360', а в необходимых случаях и более. При повороте на относительно небольшой угол можно использовать схему (рис. 5.6,5), в которой зубчатое колесо выполнено в виде зубчатого сектора (ЗС).

Угол поворота элемента узла в этом случае примерно равен углу а зубчатого сектора Достаточно распространены устройства поворота, в которых для связи между силовыми цилиндрами и вращаемыми элементами используют гибкие тяговые органы — роликовые цепи, стальные ленты и канатьь Такие устройства снабжаются двумя цилиндрами (Ц) двух- или одностороннего действия, штоки которых воздействуют на тяговый орган (Т) (рис, 5.6, е), огибающий звездочку (или шкив) (Зв), связанную с вращаемым узяом. Для увеличения угла поворота такое устройство может оснащаться полиспастной системой (рис. 5.6,г) с дополнительными звездочками (Зв 1).

В этом случае обеспечивается угол поворота узла вдвое больше по сравнению с обычной схемой при одинаковых величинах перемещения поршней цилиндров. Ко Рис. 5.6. Схемы устройств для создания врвщвтепьного движения от силовых цилиндров прямолинейного движения При малых углах поворота целесообразно использовать различные рычажные системы, например, с двумя цилиндрами (риш 5.6, д), шатуны (штоки) (Ш) которых шарнирно соединены с криаошипом (Кр), насаженным на вращаемый элемент. Часто применяют системы (рис.

5.6,е), !85 в которых штоки цилиндров (Ц1 и ц2) непосредственно взаимодействуют с вращаемыми звеньями (Р1 и Р2) манипулятора, обеспечивая поворот двухзвенной "руки" по степеням подвижности ~' и ~ соответственно. Следует отметить, что для большинства рычажных систем устройств поворота при постоянной линейной скорости поршней цилиндров угловая скорость вращения звена не постоянна, что след ет от ести к недостаткам подобных конструктивных схем.

Ау л' в сочетании с шарнирно установленным рычагом (Р). По характеру воздействия на вращаемое звено они близки к устройствам поворота с силовыми цилиндрами (рис. 5.6,д, е) и могут заменять последние. Рис. 5.7. Схема устройства дпя создания вращательного движения от мотора через трансмиссию Наибольшее разнообразие конструкций имеют устройства повороте, в которых используют различные моторы вращательного движения — высокомоментные низкооборотные и высокооборотные пневмоч гидро- и электродвигатели.

Высокомоментные низкооборотные моторы могут непосредственно соединяться с вращаемым звеном, что значительно упрощает конструкцию модуля вращательного движения. При использовании выскооборотных двигателей (рис. 5.7) между вращаемым узлом (у) и мотором (Зя) располагается та или иная трансмиссия (Тр) для преобразования параметров движения и согласования вращающихся осеК В частном случае трансмиссия конструктивно офорыляется в виде отдельного агрегата — редуктора К наиболее компактным редукторам относятся планетарные и волновые, при использовании которых устройство поворота может быть установлено в непосредственной близости от вращательной кинематической пары, что существенно упрощает конструкцию и обслуживание манипуляторов.

Во многих случаях приводные двигатели располагаются на значительных расстояниях от вращаемых звеньев. Например, в конструкциях ряда манипуляторов поворотные звенья ориентирующего устройства "руки" приводятся в движение от моторов, установленных на противоположном конце "руки или другом, достаточно удаленном от звена месте манипулятора Такое взаиморасположение моторов и вращаемых ими звеньев требует конструктивно сложной, протяженной и многоступенчатой трансыиссии. В качестве элементов таких трансмиссий используются практически все существующие виды механических передач (см. 7.8.

Передаточные механизмы). Особое место занимают применяемые иногда устройства поворота, в которых осуществляется двойное преобразование вида движения с одновременным редуцированием параметров движения (рис. 5.8) посредством использования кинематической пары '*винт-гайка" (ВГ) 186 Рис. д.В. Схема устройстве для совдепия вращательного двшяения с использованием пары "винт. гайка" и рычага 5.3. Компоновочные схемы манипуляторов Общая компоновка манипулятора, или его конфигурации, зависит, ( в первую очередь, от вида базовой системы координат (см. 32) и во многом определяет его технологические возможности.

На рис. 5.9 показаны манипуляторы, работающие в прямоугольной базовой системе координат, имеющие одинаковое структурное построение П .ь П 1 П, но скомпонованные несколько различным образом. Первый из них (рис. 5.9„а) относится к типу напольных и устанавливается сбоку от обслуживаемого обьекта Удлиненное основание (О) позволяет перемещать каретку (К1) на значительное расстояние (до 1-1,5 м и более) в направлении степени подвижности ), что существенно увеличивает размеры рабочей зоны.

Вдоль стойки (С), жестко установленной на К1, поступательно по степени подвижности П перемещается каретка (К2). В свою очередь, по ее направляющим горизон. тельно в направлении Ш передвигается "рука" (Р) с рабочим органом (РО). Напольные манипуляторы такого типа широко используются для обслуживания технологического оборудования и сварочных работ. В другой схеме (рис.

5.9,б) в качестве основания использован четырехстовчный портал (П), что определило и название — портальный манипулятор (или манипулятор портального типа). Значительные. длина (4-5 м и более) и высота (до 2-3 м) портала позволяют разместить под ним обширную рабочую зону. Переносные движения в горизонтальных направлениях 1 и П осуществляются соответственно кареткам, а вертикальное движение рабочего органа по степени подвижности Ш вЂ” "рукой". Иногда для повышения производительности и улучшения функциональных качеств на общем портале располагают по две и более каретки (К1). Манипуляторы портального типа нашли широкое применение для сварочных и сборочных работ. Важным достоинством манипуляторов, работающих в прямоугольной базовой системе координат, является одинаковая точность позиционирования рабочего органа в любой точке рабочей зоны.

На рис. 5.10 представлены основные компоновочные схемы манипуляторов, работающих в цилиндрической базовой системе координат, но имеющих различное структурное построение, а следовательно, различающихся по конструктивному исполнению. достоинство таких манипуляторов в относительно малой занимаемой площади и одинаковой (неизменной) точности позиционирования рабочего органа в любой точке рабочей зоны по двум степеням подвижности — П и Ш. Первый из манипуляторов (рис. 5.10,а) со структурной схемой В 1! П 1. П снабжен вращающейся в направлении степени подвижности 1 платформой (Пл), которая опирается на подшипники основания (0) и несет на себе стойку (С).

Вдоль стойки в направлении степени подвижности П перемещается каретка (К), в направляющих которой может передвигаться по степени подвижности Ш"рука" (Р) с рабочим органом (РО). Манипулятор отличается значительной величиной вертикального перемещения каретки (500-1000 мм), что повышает его функциональные возможности. К недостатку манипулятора следует отнести повышенный размер верхней части стойки. Промышленные роботы, выпол- ненные в этой схеме, находят широкое применение как для обслуживания технологического оборудования, так и выполнения основных технологи~вских процессов сварки и окраски.

б Рис. 6.10. Компоновке мвнипупкторов, рвботвющих в цилиндрических бвэовмх оиотвмвх координат Другой манипулятор (рис. 5.10,б), со структурной схемой и 1 В 1 и, оснащен кареткой, перемещающейся вертикально по степени подвижности 1 в направляющих основания. На каретке установлена вращающаяся по степени подвижности П колонна (Кл), в направляющих верхней части которой по степени подвижности Ш перемещается "рука" с рабочим органом. Манипулятор имеет относительно малую (100-400 мм) величину вертикального перемещения, поэтому возможности его применения по сравнению с предыдущей схемой более ограничены. К достоинству манипулятора следует отнести небольшие габаритные размеры его верхней части.

Промышленные роботы такого типа часто изготавливаются с двумя "руками", которые закрепляются на общей колонне в одной горизонтальной плоскости, располагая их продольные оси параллельно либо под небольшим углом. Манипуляторы такого типа широко используются для выполнения несложных загрузочно-разгрузочных операций, например, при обслуживании кузнечнопрессового и штамповочного оборудования. На рис. 5.11 показаны напольные манипуляторы, один иэ которых работает в сферической (рис. 5.11,а), а другой — в угловой, или ангулярной, сферической системе координат (рис. 5,11,б). Каждый из них имеет массивное основание (0), на котором установлена вращающаяся в направлении степени подвижности 1 платформа (Пл). В конструкции манипулятора, работвющего в сферической системе координат, со структурной схемой В 1 В Д П предусмотрен блок (Б) 189 углового перемещения, обеспечивающий качание в вертикальной плоскости по степени подвижности П направляющей (Н), в которой по степени подвижности Ш перемещается "рука" (Р) с рабочим органом (РО).

Такой манипулятор отличается малым размером по высоте, однако, благодаря наличию вращательной степени подвижности (качание "руки"), может обслуживать рабочую зону значительной высоты, что расширяет область применения манипулятора, делает его универсальным, позволяет применять для таких сложных технологических процессов, как сварка и сборка. магической пары и поворачивается по степени подвижности Ш "Рука" завершается рабочим органом.

Характеристики

Список файлов книги