Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 42
Текст из файла (страница 42)
такие, которые находят применение, например, в металлорежущих станках. В качестве приводных устройств в этих случаях следует применять силовые пневмо- или гидроцилиндры, в том числе телескопические, приводы с реечными или винтовыми парами, цепной передачи. Для малых перемещений с высокой требуемой кинематической точностью мокнут быть рекомендованы передаточные устройства с волновыми резьбовыми передачами винт-гайка. При малых и средних перемещениях используется компоновка с так называемым внешним расположением приводных устройств, когда основные элементы привода (цилиндр, двигатель с редуктором) закрепляются на неподвижном основании вне каретки, а к раме каретки присоединяются такие исполнительные элементы, как шток цилиндра, рейка, винт, ведомая звездочка и др. При такой компоновке упрощается конструкция каретки, уменьшаются ее масса и габаритные размеры.
При больших перемещениях применяются преимущественно каретки (тележки) с ходовыми колесами, опирающимися на направляющие в виде рельсов, привод при этом располагается на каретке. Необходимое усилие для перемещения каретки обеспечивается трением ободов приводных колес о поверхность рельсов, в ряде случаев используют реечное зубчатое зацепление, при котором протяженная зубчатая рейка закрепляется неподвижно на направляющем рельсе, а зубчатая шестерня привода входит с ней в зацепление.
Конструктивная схема устройства передвижения с большими перемещениями зависит от места расположения ПР— на полу цеха или на некоторой высоте. В первом случае на уровне пола устанавливают рельсы, по которым перемещается каретка Во втором случае на требуемой высоте (2-3 м и более) устанавливается протяженная балка тавровой, коробчатой или иной формы, вдоль которой крепятся направляющие рельсы (прямоугольного, трапециевидного или другого сечения), а при необходимости и элементы, с которыми взаимодействует привод каретки. Характерным примером подвесной конструкции является устройство передвижения тельферного типа отечественного транспортного промышленного робота ТРТ-1-250 (" Спрут-1'*), предназначенного для транспортирования деталей, уложенных в тару (см. 3.4).
Робот перемещается по монорельсовой подвесной дороге с помощью ходовых колес, привод которых осуществляется от асинхронного электродвигателя через зубчатые передачи, торможение — с помощью электромагнитного тормоза Позиционирование ПР по трассе перемещения производится с помощью двух индукционных датчиков, один иэ которых обеспечивает упреждающее отключение электродвигателя, другой — включение тормоза непосредственно в точке позиционирования. Погрешность при этом составляет не более + 10 мм. Рассмотрим схемы некоторых устройств передвижения. На рис. 5.13 показано устройство для перемещения основания 1 манипулятора по направляющим 2 типа "ласточкин хвост" с помощью телескопического гидроцилиндра 3, предназначенное для малых и средних величин перемещений.
На рис. 5.14 изображена установка для малых величин переме- В 7 лис. В.14 197 щений основания 1 по двум координатам. В качестве направляющих использованы трубы 2, в качестве привода - электродвигатель 3 с винтовой или шариковинтовой передачей 4. На рис. 5.15 представлено устройство передвижения в виде четырехколесной тележки 1, на которой установлено основание 2 манипулятора Тележка оборудована электродвигателем 3 с механической передачей 4 и перемещается на ходовых колесах 5 по рельсам 5. На рис. 5.16 приведена схема конструкции для передвижения основания 1 манипулятора, прикрепленного к тележке 2 вдоль подвесной балки 3 коробчатого сечения с помощью электродвигателя 4 с редуктором 5 и зубчато-реечной передачей 5, Тележка опирается на , рельс 7(с расположенными под углом плоскостями качения) ходовыми колесами 8; в нижней части для обеспечения устойчивого положения и восприятия боковых нагрузок установлены боковые ролики 9, взаимодействующие с направляющим рельсом 10.
Определенные конструктивные трудности возникают при необходимости передвижения робота по поверхности пола или грунта без направляющих в виде труб, балок, рельсов и др. Необходимость огибания углов и препятствий, движения по криволинейным траекториям требуют наличия рулевого механизма, что существенно усложняет конструкцию устройства передвижения.
В таких случаях для обеспечения необходимой маневренности в колесных системах практически используются три группы методов. Первая из них заключается в управлении поворотом одного или двух передних (иногда задних) колес, как это осуществляется в автомобилях, при этом два других колеса неуправляемы, а используются лишь для движения платформы вперед или назад. Этот метод г ч Рис.В.1В не обеспечивает достаточной маневренности, особенно в условиях загроможденности и ограниченности цехового пространства, считается трудным для управления или приыеняется достаточно редко, Вторая группа устройства передвижения — с произвольным независимым управлением поворотом каждого колеса влево или вправо по типу кресла-каталки — получила широкое распространение в совреыенных промышленных роботах, благодаря хорошей ыаневренности и относительно несложной конструкции.
Большинство применяемых на практике колесных мобильных роботов относятся к этой группе. а б В г Рис. ВЛ7. Схема устройства паредаижания с двумя незааисимыми приводными нонасами Что касается т р е т ь е й г р у и и ы устройств передвижения, обладающих высокой маневренностью и весьма перспективных, способных перемещаться во всевозможных направлениях за счет использования независимых приводных колес, то она пока находитсл на стадии экспериментальных исследований и испытаний и имеет ряд конструктивных разновидностей. В одной из таких систем используют два независимых (неповоротных) приводных колеса (рис. 5.17) наряду с одины или несколькими опорными колесами.
При вращении обоих приводных колес в одном направлении с одинаковой скоростью платформа совершает прямолинейное движение (рис. 5.17,а). Вращение колес с одинаковыми скоростями, но в противоположных направлениях (рис. 5.17,б) обеспечивает вращение относительно центра, расположенного посередине между приводными колесами.
Если же колеса вращать в одном направлении, но с разными скоростями (рис. 5.17,е), то платформа будет двигаться по дуге окружности, радиус которой зависит от соотношения величин скоростей колес, в сторону колеса, вращающегося с меньшей скоростью. И, наконец, при вращении колес в противоположных направлениях с различными скоростями (рис. 5.17,г) платформа поворачивается относительно любой точки, расположенной на линии между двумя ведущими колесами. С целью уыеньшения пространства, требуемого для огибания углов, приыеняется разновидность такого устройства передвижения с тремя независимыми приводными колесами, расположенными в виде равностороннего треугольника, на окружности обода каждого из которых установлены неприводные ролики (рис.
5.18). Колесо может вращаться в прямом или обратном направлениях относительно своей оси, а сочетание направлений их вращений обеспечивает маневрирование платформы, при этом наличие неприводных роликов на окружностях колес облегчает их боковые (поперечные) перемещения, снижает потери на трение и износ, а трехколесная система улучшает контакт с грунтом, исключает необходимость специальной подвески. Конструктивное исполнение, сложность и точность позиционирования устройств передвижения промышленных роботов в значительной мере зависят от принципа управления, который может быть реализован с использованием а) замкнутого по положению привода с постоянным контролем положения ПР по всему пути его передвижения, б) разомкнутого привода со ступенчатым регулированием скорости, в) комбинированного привода, разомкнутого между местами остановок и замкнутого по положению вблизи этих мест, г) разомкнутого привода с механизмаыи уточнения положения и фиксации.
Выполнение устройства передвижения по первому ' принципу требует постоянной информации о текущем положении робота Этот способ является наиболее универсальным, так как позволяет располагать робот в любой точке трассы передвижения, однако усложняет конструкцию и повышает стоимость ПР.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
