Лекция 11 по дисциплине «Основы мехатроники и робототехники» тема: «Системы координатных перемещений» Мамонова Татьяна Егоровна гр. 14Б10

Система координат определяет кинематику основных движений и форму рабочей зоны ПР. Системы координат определяются ГОСТ «Роботы промышленные. Системы координат и направления движения» Относительные движения звеньев механической системы ПР, посредством которых реализуются степени подвижности, разделяют на 3 группы: - ориентирующие (локальные), - транспортирующие (региональные), - координатные (глобальные). 1

Ориентирующими движениями называют перемещения захватного устройства или рабочего органа, соизмеримые с его размерами. Транспортирующими движениями называют движения захватного устройства (ЗУ) и рабочего органа (РО) в различные зоны рабочего пространства, определяемого размерами звеньев руки и соизмеримых с размерами рабочего места (зоны обслуживания оборудования). Координатными движениями – это перемещения на расстояния, превышающие размеры самого ПР и рабочего места или обслуживаемого оборудования. 2

3 % ПР Название системы координат Система координат Форма рабочей зоны Пример кинематической схемы 10Прямо- угольная плоская

4 % ПР Название системы координат Система координат Форма рабочей зоны Пример кинематической схемы 7Прямо- угольная простран- ственная

5 % ПР Название системы коорди- нат Система координат Форма рабочей зоны Пример кинематической схемы 3Поляр- ная плоская

6 % ПР Название системы коорди- нат Система координат Форма рабочей зоны Пример кинематической схемы 52Поляр- ная цилинд- рическая

7 % ПР Название системы координат Система координат Форма рабочей зоны Пример кинематической схемы 15Поляр- ная сфери- ческая

8 % ПР Название системы коорди- нат Система координат Форма рабочей зоны Пример кинематической схемы 2Ангу- лярная плоская (угловая)

9 % ПР Название системы коорди- нат Система координат Форма рабочей зоны Пример кинематической схемы 6Ангу- лярная цилинд- рическая

10 % ПР Название системы коорди- нат Система координат Форма рабочей зоны Пример кинематической схемы 5Ангу- лярная сфери- ческая

К основным движениям относятся все движения манипуляционной системы, кроме движений ЗУ (захват, разжим) и дополнительных перемещений основания робота. В соответствии с этой классификацией движений, в манипуляторе можно выделить два участка кинематической цепи с различными функциями: механизм руки и механизм кисти. 11

Под рукой понимают ту часть манипулятора, которая обеспечивает перемещение центра схвата – точки М (региональные движения схвата); Под кистью – те звенья и пары, которые обеспечивают ориентацию схвата (локальные движения схвата). Структурная схема механизма – его графическое изображение, на котором показаны стойка, подвижные звенья, кинематические пары и их взаимное расположение. 12

Графическое изображение элементов схемы выполняется с учетом принятых условных обозначений. Кинематической цепью называется система звеньев, образующих между собой кинематические пары. Цепь в которой каждое звено входит не более чем в две кинематические пары, называется простой. Незамкнутой называется такая кинематическая цепь, в которой есть звенья входящие только в одну кинематическую пару. 13

Условные обозначения кинематических пар. Одноподвижная вращательная Одноподвижная поступательная Двухподвижная цилиндрическая 14

Двухподвижная сферическая Трёхподвижная сферическая Трёхподвижная плоская 15

Кинематические пары манипулятора характеризуются: 1) именем или обозначением КП – заглавная буква латинского алфавита (A,B,C и т.д.); 2) звеньями, которые образуют пару (0/1,1/2 и т.п.); 3) относительным движением звеньев в паре ( для одноподвижных пар – вращательное, поступательное и винтовое); 4) подвижностью КП (для низших пар от 1 до 3, для высших пар от 4 до 5); 5) осью ориентации оси КП относительно осей базовой или локальной системы координат. 16

Пример 17 Рис. 1

Подвижность манипулятора W – число независимых обобщенных координат, однозначно определяющее положение схвата в пространстве: или для незамкнутых кинематических цепей 18

Маневренность манипулятора М – подвижность манипулятора при зафиксированном (неподвижном) схвате 19

Возможность изменения ориентации схвата при размещении его центра в заданной точке зоны обслуживания характеризуется углом сервиса – телесным углом, который может описать последнее звено манипулятора (звено на котором закреплен схват) при фиксации центра схвата в заданной точке зоны обслуживания где f C – площадь сферической поверхности, описываемая точкой С звена 3, l CM – длина звена 3. 20

Относительная величина называется коэффициентом сервиса. Для манипулятора, изображенного на рис. 1, подвижность манипулятора: W = 6×3 - (3×2 + 5×1) = = 7; маневренность M = = 1; формула строения манипулятора: 21

Спасибо за внимание