Frol_392-496 (1074096), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Выиуждеиные колебания массы т в одиомассиой системе описываются дифференциальным уравнением: ту+к»у+(сз+с) у=Г(з). Если ординаты уз уь уз и у соответствуют перемещениям звена приведеиия за счет упругости звеньев, а ордината х ()) соответствует иоминальиому перемещению за счет профиля кулачка, то разность соответствуюших величин выражает деформацию г (г) звеньев кинематической цепи механизма. Например, для одиомассной модели х (з) =х (з) — у (з).
Решение написанных диффереициальных уравнений при произвольиом виде функции Г (з) проводят одним из числениых методов с использованием ЭВМ. Не приводя в учебнике подробных выкладок, можно остановиться только на важнейших выводах, которые характеризуют динамические качества кулачкового механизма с учетом упругости звеньев. В момент разрыва кинематической цепи ~при к <О) штанга 2 отрывается от кулачка 1, возникают дополнительные динамические нагрузки на звенья и клапан 4 становится неуправляемым.
При интенсивных отрывах наблюдается повторный отскок клапана за счет ударного восстановления контакта. Все этн явления являются нежелательными и их следует устранять на стадии проектирования профиля кулачка. Упругие колебания вызывают изменение действительной скорости в момент посадки клапана на седло по сравнению со скоростью, определяемой профилем кулачка. Это приводит к преждевременной посадке клапана на седло или к повторному отскоку клапана.
Особое внимание при синтезе следует уделить выбору величин положительных ускорений толкателя, соответствующих концевым участкам профиля кулачка, так как этн участки вызывают наибольшие расчетные деформации в механизме. НаибЬльшав амплитуда упругих колебаний соответствует концу участка положительных ускорений и она возрастает с увеличением частоты вращения распределительного вала, так как максимальное ускорение связано с частотой вращения квадратичной зависимостью. ГЛАВА 19 МАНИПУЛЯЦИОННЫЕ РОБОТЫ Робототехввха новое нааравленае науки н техвака, связанное с создаваем н црамеаенаем робототехначесквх систем. Робот, являющаяся одвам вз основвых объектов взучеющ в этой науке, представляет собой автоматаческую машану для восцровэведешщ двагательвых н юпеллеатуальных функцнй человека. Существуют разлнчвые классы роботов, среда которых вавнейшамв авлаются аатоматвческве маввцулацвавные роботы.
Частный ющ этих роботов — лромышлеввые роботы. На сегодняшвнй за промышленные роботы н подобное вм обарудовавае валяются араатаческн едвнственвым средством азтоматазяцан мелхосервйного цроазводства. Ванная особенность лромьлцлеввых роботов состоит в том, что онв цозволают вааболее щюсто совмествть в едвном цвкле как транспортные, так в освовные техаологаческне оцервцаа, что дозволяет создать на базе уваверсального оборудовашщ гнбкне автоматаэароваввые провзводства. Среда всех частей промышленного робота асполаательное устройство '— ' мехавазм, обесцечввающвй дяцленне рабочего органа, — вмеет определяющее эвачевае.
Именно ат этого устройства во многом завнсат такие ванные характервстакн робота, как быстродевствве, маневренность, точность позвцаовврованая, возмонаость работы в стесненных пространствах. 1 19.1. КЛАССИФИКАЦИЯ, НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ История механики богата примерами, которые свидетельствуют о постоянном стремлении человека создать механизмы и устройства, подобные живым существам. Это стремление обусловлено многими причинами, среди которых не последнее место занимает желание заменить человека при выполнении сложной и вредной работы. В 40-х годах в связи с потребностями атомной технологии появились манипуляторы, основное назначение которых — вьшол- 455 пенне разнообразных технологических операций с радноактнвнымн веществамн.
Применение таких устройств позволило удалить человека нз опасной зоны, за ннм остались только функции дистанционного управления. Первымн такой манипулятор разработали сотрудники Аргонской национальной лаборатории США. Манипулятор под названием Мазут-Б!аде состоял нз исполнительной механической руки (Я!ате), помещаемой в опасную для человека зону, и задающей механической руки (Маягег), которой в безопасной зоне манипулировал оператор. Исполнительная руха отличалась от задающей только наличием схвата.
Связь между ними осуществлялась кннематическимн передачамн так„что звенья исполнительной рухи копировали движение звеньев задающей. Отсюда название манипу.чятора — копирующий. В наше время на смену малоэффективным устройствам прошлого пришли более' зффекгивные автоматвчески действующйе робототехническве устройства. В основе создания современных отехвических устройств лежат новые технологии, получившие развитие лишь во второй половине ХХ в.: вычислительная техника н информатика.
Робототехническве устройства стали важным средством комплексной автоматизации промышленного производства, онв позволягот наиболее просто совместить в едином цикле как погрузочно-разгрузочные, так н основные технологические операции. Наиболее важные применения автоматических роботов связывают с разработкой и созданием автоматизированных участков, цехов н заводов. Точного н однозначного определения робота не существует. Скорее всего »южно говорить о целой группе определений.
Наиболее полно сущность роботов можно отразить, определив их как программируемые устройства (машины), предназначенные для воспроизведения рабочих функций руки человека в процессе его трудовой деятельности. Понятие «программируемые» играет немаловажную роль: оно показывает, что действие робота не сводится к решению какой-то одной задачи — его функции можно целенаправленно изменять. Большинство современных роботов включают в себя компьютеры, которые помогают реализовать заданные программные действия. В данной главе рассматриваются манипуляционные роботы. Манипуляционным роботом называют техническое устройство (машина), предназначенное для выполнения работ универсального характера, нсполннтельнымн устройствами которого служат манипуляторы (механические руки).
В зависимости от степени участия человека в управлении мавипуляционные роботы подразделяются на три пша: автоматические, биотехнические и внтерактнвные. Автоматические маютуляиионлые роботы возникли и развились из систем программного управления станками. Процесс управления их действиями может происходить с участием н без непосредственного участия человека. Функциональная схема автоматического ма- 456 Рис.
19.1 ннпулацноныого робота представлена на рис. 19.1. Мавипуляциониый робот состоит нз маыипулятора, исполнительных устройств, устройств очувствления, устройств связи с оператором и ЭВМ. Манипулятор имитирует движеыия руки человека и представляет собой многозвеыный разомкнутый механизм с одноподвижыьпии вращательными и поступательнымн кинематическнми парами. Число степеней подвижности манипуляторов изменяется в пределах от 3 до 1б. Функцию кисти в манипуляторе выполняет так ыазываемый схват, конструкция которого предусматривает выполнение операций с определенным типом объектов манипулирования. Информационная система предназначена для сбора ннформапин о состоянии внешней среды. В качестве ее элементов используются телевизионные, ультразвуковые, тактыльные н другие датчики.
управляющая система служит для выработки законов управления приводамн исполнительных органов ыа основании созданных алгоритмов н собранной информации. В автоматических маннпуляционных роботах можно выделить три разновидности в зависимости от связи с человеком-оператором: программные, адаптивные и иытеллектуальные. Программные роботы работают по жесткой программе, заложенной в устройстве памяти„однако их можно переыастраивать иа работу с другой жесткой программой действий. Их также называют автоматическими программыымн машшуляторамн или промышленными роботами.
Простота изменения программы, т. е. возможность переобучения промышленных роботов ыовым операциям, сделала зти роботы достаточно универсальными н гибко переыастраиваемымн ыа разлычыые классы задач. Адаптивные роботы отличаются от программных большим количеством внешних (оптических, телевизионных, тактильных) и вну- 457 тренних датчиков. Системы управления роботами этого типа более сложные, не ограничиваются только работой по жесткой программе движения и могут в зависимости от внешыих условий ыесколько корректировать ее. Как правило, они требуют длм своей реализации управляющую ЭВМ. Важной частью адаптавных роботов является их развитое программное обеспечение, предыазначеыное для обработки информации, поступающей от внешних и ваутреыаих датчиков и оперативного изменеыия программы движения. Благодаря способности воспринимать изменения во внешней среде и приспосаблываться к существующим условиям функционирования адаптивные роботы могут манипулировать с неориентировааными деталями лроизвольыой формы ы производить сборочные операции.
Характерной особенностью интеллектуальных роботов является их способность вести диалог с человеком, распознавать и анализировать сложные ситуации, планировать движения манипулятора и осуществлять ых реализацию в условиях ограниченной информации о выешней среде. Все это обеспечивается совершенством управляющих систем, включающих в себя элементы искусственного антеллекта, способность к обучению и адаптации в процессе работы. Биотехнические манипуляиионные робогпы берут свое ыачало от колирующнх и комаыдыых механических систем. Операции, которые могут выполнять роботы этого типа, являются менее определенными, чем технологические операции, осуществляемые автоматическими роботами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
