|
|
Механическая система современного
робота - его манипулятор - отличается большим многообразием конструктивных
исполнений. В целом построение конкретного манипулятора определяется
значительным числом факторов: грузоподъемностью, скоростью и величиной
перемещений, типом привода, требованиями и условиями эксплуатации и другими,
но прежде всего - принятой конфигурацией манипуляционной системы, т.е. его
базовой системой координат, что наглядно проиллюстрировано в гл. 3 при
рассмотрении промышленных роботов. Наряду с этим конструктивный облик
манипулятора зависит также от особенностей компоновочных решений и
конструкций основных составных частей (или узлов) манипулятора
5.1. Основные составные части манипулятора
При рассмотрении в гл. 4 структурных схем МС, дающих самое
общее представление о конструктивном построении манипулятора, использовалось
понятие "звена", как детали или жесткого элемента, не изменяющего
своих размеров и формы в процессе движения и взаимодействия с другими
звеньями и характеризующегося только массой, длиной и условиями перемещения.
Такого представления было вполне достаточно для решения основных задач
механики МС. Однако в реальном воплощении звено манипулятора как важнейший
элемент конструкции имеет достаточно сложное построение, содержит, помимо
жестких несущих элементов, ряд других компонентов реальной конструкции: части
приводов, составляющие элементов кинематических пар; остановочные, тормозные
и демпфирующие устройства и т.п. Такие звенья реальной конструкции будем
называть узлами манипулятора
В общем виде в состав манипулятора входят: а) несущие
элементы, обеспечивающие конструктивные жесткость и прочность и служащие
базой для размещения на них других составляющих узла; б) совокупность деталей,
образующих кинематические пары (цапфы, оси, подшипники, направляющие и т.п.);
в) устройства, обеспечивающие движения по степеням подвижности и включающие
элементы приводов манипулятора (двигатели, трансмиссии, линии подвода
энергоносителя и т.п.); г) элементы, ограничивающие и регулирующие величины и
скорости перемещений (упоры, амортизаторы, тормозные устройства и т.п.); д)
устройства (датчики) обратной связи; е) прочие устройства -
предохранительные, защитные, смазочные и т. п.
В промышленном роботостроении узлы манипуляторов часто
оформляются в виде отдельных агрегатно-сборочных единиц, имеющих
унифицированные присоединительные места для состыковки с другими узлами
манипулятора. Такие автономные универсальные агрегатные блоки, позволяющие
путем соответствующего их сочетания и компоновки собирать широкий диапазон
различных конструкций ПР в соответствии с требованиями техпроцессов, принято
называть модулями, в манипуляторы, составленные из них, - манипуляторами
модульного исполнения. В зависимости от функционального назначения, а также
от вида реализуемого движения выделим следующие основные разновидности узлов.
"Рука" - один из наиболее сложных узлов, сходный
по своим функциям и структуре с рукой человека Завершением этого узла
является рабочий орган, непосредственно взаимодействующий с объектом
манипулятора "Рука" обеспечивает рабочему органу как переносные,
так и ориентирующие степени подвижности. По структуре "руки" бывают
и многозвенные. Первые имеют одну (поступательную) или две (поступательную и
вращательную) степени подвижности, вторые - несколько. Преимущественно
многозвенные "руки" выполняются в виде двухзвенных с двумя
переносными вращательными (сгибы) степенями подвижности.
Каретка - узел, перемещающийся прямолинейно в вертикальном
или горизонтальном направлениях по жестким направляющим смежного с ним узла -
основания, колонны, другой каретки.
Колонна, или платформа, - узлы, обеспечивающие
вращательное движение относительно вертикальной оси присоединенных к ним
других узлов манипулятора
Блок углового перемещения, или качания (каретка
вращательного движения), - узел, обеспечивающий вращательное, как правило,
неполноповоротное движение относительно какой-либо оси (обычно
горизонтальной) присоединенного к нему другого узла манипулятора (например,
"руки" относительно колонны или каретки).
Основание - опорная конструкция, на которой размещаются
узлы и системы манипулятора, может быть неподвижным или перемещаемым. В
последнем случае основание оснащается устройством передвижения, реализующим
одну или две (очень редко три) координатные степени подвижности манипулятора
|