Главная
Лабораторная работа №37
Исследование
группы механизмов с незамкнутыми кинематическими цепями
Цель работы: определение технических показателей манипуляторов на
их моделях.
Объект исследования: модель землеройной машины.
Незамкнутая
кинематическая цепь имеет звенья, входящие только в одну кинематическую пару с
соседними звеньями, т.е. звенья не образуют замкнутый контур.
Пространственный
механизм с незамкнутой кинематической цепью и несколькими степенями свободы
является основным механизмом манипуляторов – устройств, предназначенных для
воспроизведения (в основном транспортных и позиционирующих) рабочих функций рук
человека.
Манипуляторы
с автоматическим управлением, работающие на неизменной (жесткой) программе,
называются автооператорами, а работающие с автоматическим управлением и изменяемой
программой – промышленными роботами.
Конструктивные
схемы промышленных роботов весьма разнообразны, но звенья их кинематической
цепи можно подразделить на группы, составляющие следующие элементы: неподвижная
станина; вращающийся стол; группа звеньев, образующая «руку», «кисть» и «схват» с губками («пальцами»).
Основные
технические показатели характеризующие работоспособность
манипуляторов и промышленных роботов следующие: форма и размеры рабочей зоны,
число степеней свободы основного механизма, маневренность, коэффициент сервиса.
Рабочим
объемом манипулятора является объем, ограниченный поверхностью, огибающей все
возможные положения схвата. Часть рабочего объема, в
котором можно выполнять операции с объектом манипулирования, называют рабочей зоной
или зоной обслуживания.
Число
степеней свободы основного механизма определяется по формуле Малышева.
где n – число подвижных звеньев;
pi –
число пар (6 - i)-го класса
(i – подвижность пары);
q
– количество контурных избыточных связей.
Так
как данная кинематическая цепь не замкнута и статически определима, количество
контурных избыточных связей q = 0.
Маневренность
манипулятора определяется числом степеней свободы механизма при фиксированном в какой-либо точке рабочего объема положения схвата и характеризует возможность различного подхода к
этой точке кинематической цепи механизма.
При
определении маневренности по формуле Малышева следует учитывать, что местная подвижность, полученная при фиксировании схвата замкнутой кинематической цепи не увеличивает
маневренности манипулятора.
В
каждой точке рабочей зоны существует телесный угол ψ - угол сервиса, внутри которого схват
может подойти к данной точке, максимальное значение которого равно:
где
4πn2 – площадь сферы.
Коэффициентом
сервиса называют отношение угла сервиса в данной точке к его максимальному
значению:
Лабораторная
работа выполняется студентом на модели манипулятора по выбору преподавателя.
Порядок выполнения работы
1.
Определить количество подвижных звеньев манипулятора.
2.
Определить количество и классы кинематических пар.
3.
Вычертить кинематическую схему манипулятора.
4.
Определить форму и размеры рабочего объема и рабочей зоны манипулятора.
Начертить их проекции на кинематической схеме.
5.
Определить число степеней свободы основного механизма по формуле Малышева.
6.
Определить маневренность манипулятора.
7.
Разделить рабочую зону на части с коэффициентом сервиса θ = 1 и θ < 1
Контрольные вопросы
1.
Какие особенности имеют звенья механизма с незамкнутой кинематической цепью?
2.
На какие группы звеньев разделяется кинематическая цепь манипулятора?
3.
В чем состоит отличие промышленных роботов от манипуляторов.
4.
В чем состоит отличие технических показателей манипуляторов – маневренности и
числа степеней свободы?
5.
Может ли рабочая зона быть больше или равной рабочему объему?
6.
Каково максимальное значение коэффициента сервиса?
7.
Чему равно максимальное значение угла сервиса?
email: KarimovI@rambler.ru
Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21
Теоретическая механика Сопротивление материалов
Прикладная механика Детали машин Строительная механика
