Тема 10 (953568)

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

Текст из файла

Тема 10. Системы и алгоритмы силомоментного очувствления роботовПлан занятия1. Общие сведения2. Принципы силомоментного очувствления роботов3. Датчики систем силомоментного очувствления4. Задание для самостоятельной работы5. Алгоритмы силомоментного очувствления6. Тактильные датчики1. Общие сведенияВ робототехнике принято разделять тактильные датчики, служащие для определения вариаций давления на рабочих поверхностях исполнительного механизма, и силомоментную информационную систему, предназначенную дляизмерения динамических напряжений в сочленениях и захватном устройстве манипулятора.Системы тактильного типасиломоментныетактильныеЗоны тактильного очувствления робота:1 — рабочий стол; 2, 4 — запястье и шарнир манипулятора;3 — плечевой сустав; 5 — губки захватного устройства; 6 — основание манипулятораКонтактное взаимодействие объектов в общем случае характеризуется шестикомпонентным вектором F= (F0, M0)т,действующим в некоторой системе координат, как правило,не связанной с роботом.

Здесь F0 = (Fx, Fy, Fz)т, M0 = (Mx, My, Mz)т — вектор сил и вектор моментов соответственно.При сборке цилиндрических деталей в зависимости от ширины зазораи несоосности (угла между осями вала и отверстия), число точек контакта в процессе сопряжения изменяется от одной (в моменткасания) до двух.Условие недопущения заклинивания имеет вид:Схема сил при осевой сборке (а) и при абразивной обработке (б)Для автоматизации операций с силовым взаимодействием, как правило, приходится переводить силовые факторыиз одной системы координат в другую.

В роботе главной системой координат является система OXYZ, связанная со стойкой манипулятораПеревод координат2. Принципы силомоментного очувствления роботовСистемой силомоментного очувствления робота называется информационная система, которая включена в егоконтур управления и предназначена для измерения компонент главного вектора сил и моментов, действующих насхват или инструмент манипулятора, и формирования управляющего воздействия на исполнительный механизм впроекциях на связанную со схватом систему координат.Типовая структура ССО робота: 1, 2 — запястье и шарнир манипулятора; 3 — захватное устройствоКлассификацияпо принципу измерениякомпонентпо способу очувствленияманипуляторсредапрямогокосвенногопо способу включения всистему управленияманипулятормодульВ способе очувствления рабочей среды объекты устанавливают на динамометрическую платформуКоординаты проекций центра тяжести можно определитьиз выражения:Динамометрическая платформа (U1…U8 —сигналы с тензодатчиков)В схеме «очувствленного» захватного устройства используют многокомпонентные СМД, расположенные максимально близко к зоне, в которой возникают контактные силы.Основные конструктивные схемыактивная силомоментная адаптацияпассивная аккомодацияадаптивное запястьеПассивную аккомодацию реализуют с помощью устройства с вынесенным центром податливости или RCC,закрепленного в запястье манипулятора.

Оно содержит два функциональных модуля: силовой, представляющийсобой упругий параллелограмм, и моментного в виде упругого треугольника.Устройство с вынесенным центром податливости: a — схема; б — деформация устройства под действием силы; в — то же под действием момента; 1, 2 — упругие элементы силового и моментного модулей; 3 — осьзахватного устройства; 4 — фокусСпособ косвенного измерения не требует никакого дополнительного оснащения манипулятора. Он предполагаетиспользование манипулятора с обратимыми приводами.MqiMqi+1F3. Датчики ССОФункцию преобразования СМД обычно описывают выражением U = S  F, где S — матрица чувствительности.Требование жесткости конструкции ограничивает собственную частоту колебаний СМД:Зная величину сигналов датчика вычисляют действующие силы по формуле:Матрица жесткости СМД характеризует собственно жесткость каналов измерения, матрица чувствительности —перекрестные связи между ними.Классификация СМДпо жесткости конструкциивысокой (измерители деформаций)низкой (измерители перемещений)по виду матрицы жесткостиобщего видаразреженнаяСиломоментные датчики: а — датчик с матрицей жесткости общего вида: 1, 2 — верхний и нижний фланцы;3 — упругий элемент; 4 — тензорезистор; б — датчик с разреженной матрицей: 1 — упругая мембрана; 2 —тензорезистор, 3 — электрические сигналы.Шестикомпонентный СМД модульного типа предназначен для «очувствления пальцев» захватного устройстваманипулятора.

Датчик состоит из шести одинаковых упругих элементов — балок равного сечения.4. Задание для самостоятельной работыСоставьте уравнения для определения матриц преобразования датчиков.Напряженное состояние, возникающее в материале упругого элемента СМД, в значительной степени определяется его формой. При расчете конструкций обычно выделяют четыре типа напряженных состояний: растяжениесжатие, изгиб, сдвиг и кручение.Типы упругих элементовпродольныесдвиговыеизгибныеВ многокомпонентных СМД чаще всего используют тензорезисторы, каждый из которых измеряет деформациюнепосредственно в месте закрепления. Поэтому их совокупность образует так называемую схему с действительным интегрированием, эффективность которого определяется количеством измерителей деформации.

Интегрирование осуществляется суммирующей (измерительной) цепью в виде потенциометрической или мостовой схем.Типы упругих элементов СМД: a — продольный; б — изгибный; в — сдвиговый; г — дифференциальный изгибный; д — дифференциальный изгибный с упругой опорой; 1 — упругий элемент; 2 — тензорезисторТип упругогоэлементаДеформацияизмеряемаяпаразитнаяКоэффици ентвлияния ПродольныйИзгибныйСдвиговыйНаряду с тензорезисторами в СМД используются преобразователи, принцип действия которых основан на пьезо- или магнитоупругом эффекте (совмещенные чувствительные элементы).Измерительная цепь тензодатчика силыШестикомпонентный СМД высокой жесткости: a — схема; б, в — блоки с пьезоэлементами; 1— 4 — совмещенные ЧЭ; 5 — измерительный блок; 6 — пьезоэлемент5.

Алгоритмы ССОВ задачах распознавания контактных ситуаций, возникающих в робототехнике, используются те же подходы, чтои в СТЗ.Классификация алгоритмовсиловое управлениеподчиненное регулированиеситуативноеуправлениеформальное управлениенечеткая логиканейронные сетиСитуативное управлениеВ соответствии с алгоритмом ситуативного управления информация о силовых факторах используется не непрерывно, а лишь вситуациях, описанных заранее.FxФазазнакабсолютноезначениеFzзнакабсолютноезначениеMyзнакабсолютноезначениеIIIIIIПодчиненное регулировапниеОбычно в робототехнике применяют позиционную системууправления. Тогда, сигналами от СМД проводится модификацияноминальной траектории или скорости звеньев манипулятора.Изменение силовых факторов при сборкедеталейСтруктурная схема системы позиционно-силового управленияУстойчивость системы управления зависит от жесткости датчика и конфигурации манипулятора.6.

Тактильные датчикиТактильные датчики в робототехнике реализуют бионическую функцию осязания и предназначены для распознавания объектов внешней среды при контактном взаимодействии.Классификацияпо характеру измеряемых параметровдатчики контактного давлениядатчики касаниядатчики проскальзыванияпо размерностиодиночныематричныепо форме входного сигналадискретныеаналоговые.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов учебной работы