2.2. Конструкции манипуляторов промышленных роботов. Изучение структуры, кинематической схемы манипулятора робота "Робин РСС-1 Сфера"

Loading...

Do curso por National Research Tomsk State University

Инновации в промышленности: мехатроника и робототехника

55 classificações

National Research Tomsk State University

Инновации в промышленности: мехатроника и робототехника

55 classificações

Для инновационного развития всех сфер робототехники необходимы молодые специалисты, способные креативно мыслить, разрабатывать, проектировать, внедрять и эксплуатировать сложные системы интеллектуального управления и роботизированные комплексы. Курс "Инновации в промышленности: мехатроника и робототехника" рассчитан на студентов технических специальностей, а также тех, кто интересуется робототехникой. Мехатроника и робототехника охватывает очень широкий круг вопросов, и одному человеку трудно охватить и глубоко изучить все области исследования роботов. Данный курс поможет слушателям сориентироваться и выбрать для дальнейшей своей работы конкретное направление: изучение структуры и кинематики роботов, приводы роботов, управление и программирование, организация современного высокоэффективного роботизированного производства, применение систем автоматизированного проектирования изготовления деталей на станках с ЧПУ и технологической подготовки производства и др. Слушатели должны иметь знания по физике и математике в объеме школьной программы. Умение ориентироваться в математических и физических терминах, умение читать формулы, знание базовых физических единиц и их обозначений, понимание основ механики поможет слушателям успешно пройти данный курс. Курс состоит из 6 модулей. Каждая модуль курса содержит видеолекции, в конце каждой лекции – тестовые вопросы для самопроверки своих знаний. Каждый модуль заканчивается выполнением тестового задания из 10 вопросов. Это задание является важным для прохождения курса. Слушателю необходимо правильно ответить не менее чем на 7 из 10 вопросов. Сертификат получают слушатели, набравшие от 70 % и выше от максимально возможного количества баллов (100 %) за весь курс. При этом итоговый результат складывается из результатов тестовых заданий по всем модулям. The course "Innovations in industry: mechatronics and robotics" may be interesting for students of engineering specialties who will learn to apply their knowledge in a new area. Mechatronics and Robotics covers a wide range of issues, and it is difficult for one person to reach deep and explore all areas of robot research. This course will help students to navigate and choose the specific direction for their further work: the structure and kinematics of robots, robot actuators, control and programming, the organization of modern highly robotized production, the use of CAD/CAM systems, manufacturing of parts on CNC machines and technological preparation of production.

Na lição

Модуль 2

Модуль посвящен знакомству с конструкциями манипуляторов промышленных роботов, захватных устройств и приводов. В качестве примера подробно рассматривается структура и исполнительные приводы робота «Робин РСС-1 Сфера». Завершается модуль темой по аналитическому определению кинематических характеристик манипулятора. В конце каждой лекции модуля слушателям предлагается проверить знания, отвечая на вопросы (без оценивания), а по завершению модуля – выполнить тестовое задание из 10 вопросов.

2.2. Конструкции манипуляторов промышленных роботов. Изучение структуры, кинематической схемы манипулятора робота "Робин РСС-1 Сфера"9:37

2.3. Изучение кинематических характеристик передаточных механизмов промышленного робота "Робин РСС-1 Сфера"8:04

2.4. Захватные устройства11:03

2.5. Приводы промышленных роботов10:59

Conheça os instrutores

Михаил Владимирович Горбенко (Mikhail V. Gorbenko)
Кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической и прикладной механики (PhD, Associate Professor of the Department of Theoretical and Applied Mechanics)
Институт Природных ресурсов Томского политехнического университета (Institute of Natural Resources of Tomsk Polytechnic University)
Татьяна Ивановна Горбенко (Tatiana I. Gorbenko)
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной газовой динамики и горения (PhD, Associate Professor of the Department of Applied Gas Dynamics and Combustion)
Физико-технический факультет Томского государственного университета (Faculty of Physics and Engineering of Tomsk State University)

[ЗВУКОВАЯ_ЗАСТАВКА] Здравствуйте, уважаемые слушатели!

Сегодня мы с вами продолжим рассматривать кинематику манипуляторов,

строение манипуляторов на примере учебного робота Робин РСС-1 Сфера.

Рабочим звеном робота является манипулятор,

снабженный на свободном конце захватным устройством.

Звенья манипулятора соединены между собой

вращательными кинематическими парами 5-го класса.

Существуют различные способы установки роботов: это стационарное,

напольное исполнение, подвижное исполнение на портале или подвесное.

Это первый фактор, определяющий форму и конструкцию манипулятора.

Кроме этого, очень важное значение имеет размер и

форма рабочей зоны, требуемая грузоподъемность.

Значительно сказываются тип приводов,

которые используются в промышленных роботах.

Могут использоваться совершенно различные типы приводов: зубчатые,

рычажные, ремённые передачи, цепные.

Каждая кинематическая пара приводится в движение от

управляемого привода — электродвигателя с червячными редукторами.

Червячная передача не позволяет обращение движения,

поэтому снижаются требования к специальным тормозным устройствам.

Для того чтобы зафиксировать звенья под нагрузкой в требуемом положении,

достаточно для этого просто остановить вал червяка.

Вращательное движение последнего звена приводится также от

электродвигателя с червячной передачей,

но двигатель вынесен в основание робота, а непосредственно к звену подведена тяга.

Таким образом, здесь встроен дополнительный шарнирно-рычажный механизм,

который передает вращательное движение на последнее звено.

С целью увеличения зоны обслуживания в данном комплексе робот установлен

на подвижном основании, совершающем поступательное движение вдоль станков.

Основание приводится в движение шариковинтовой передачей

от электродвигателя.

Обратимся теперь к схеме данного робота.

Основная несущая кинематическая цепь — пространственная незамкнутая,

образована подвижными звеньями 1, 2, 3 и основанием О.

Группа звеньев 4 и 5 — дополнительная приводная цепь,

обеспечивающая движение последнему звену манипулятора.

Введение этих звеньев не влияет на степень подвижности манипулятора в целом,

и при подсчете степени подвижности манипулятора их можно не учитывать.

Степень подвижности механизма, или число его степеней свободы относительно стойки,

определяется числом ведущих звеньев.

Число степеней подвижности произвольной пространственной кинематической

цепи можно определить по формуле Сомова-Малышева.

Эта формула также называется формулой подвижности или структурной

формулой кинематической цепи общего вида.

Здесь n — число подвижных звеньев,

P — число кинематических пар соответствующего класса.

Для простой незамкнутой кинематической цепи эта формула может быть

переписана в следующем виде: в рассматриваемом манипуляторе число

подвижных звеньев основной кинематической цепи — 3,

число кинематических пар 5-го класса — тоже 3, тогда степень подвижности равна 3.

Манипулятор с угловой системой координат производит только угловые перемещения.

Три переносные степени подвижности определяют форму и размеры

рабочей зоны робота.

Рассмотрим систему приводов звеньев манипулятора.

ЭД 1 — шаговый электродвигатель, ЭД 2, 3 и 4 — шаговые

электродвигатели с высокоточными червячными редукторами

обеспечивают движение во вращательных парах манипулятора.

ЭД 1 — шаговый электродвигатель привода каретки с

установленным на ней основанием робота.

Через шариковинтовую передачу обеспечивается поступательное

перемещение каретки робота по направляющей.

ЭД 2 обеспечивает вращение звена 1 и всего

манипулятора относительно вертикальной оси.

ЭД 3, установленный на звене 1, обеспечивает вращение звена

2 относительно горизонтальной оси x1.

ЭД 4 фактически установлен соосно с ЭД 3, но жестко связан со звеном 2.

ЭД 4 вращает звено 4 относительно 2 и через тягу 5

обеспечивает вращение звена 3 относительно горизонтальной оси x2.

Звенья 4 и 5 образуют группу Ассура 2-го класса 1-го вида.

Привод схвата здесь не показан.

А сейчас мы вернемся и подробнее рассмотрим конструкцию и

работу шариковинтовой передачи,

примененной в данном комплексе для привода каретки робота.

Шариковинтовые передачи состоят из ходового винта и гайки

с интегрированными шариками.

Шариковинтовые передачи очень широко применяются в промышленном

прецизионном оборудовании, приводах роботов.

Это высокоэффективный способ передачи вращательного...

преобразования вращательного движения в поступательное.

В шариковинтовой передаче на винте и гайке выполнены канавки

криволинейного профиля, служащие дорожками для шариков.

Шарики циркулируют через специальный возвратный канал,

обеспечивая передачу движения.

При этом вращение закрепленной от осевого перемещения

гайки вызывает поступательное движение винта.

Или наоборот, вращение винта, закрепленного от осевых перемещений,

вызывает поступательное движение гайки шариковинтового механизма.

В механизмах шариковинтовых передач,

по сравнению с традиционными винтовыми передачами,

циркулирующие шарики обеспечивают большие преимущества: уменьшается

момент трогания, увеличивается плавность хода, точность.

К основным достоинствам шариковинтовой передачи следует отнести

возможность создания больших усилий, малые потери на трение,

высокий коэффициент полезного действия, возможность получения

поступательного перемещения с высокой точностью.

При этом шариковинтовые передачи обладают малыми габаритами

при высокой несущей способности и также обладают значительным ресурсом.

К недостаткам шариковинтовых передач можно отнести сложность конструкции гайки,

необходимость высокой точности изготовления и защиты передачи от

загрязнений.

Шариковинтовые передачи применяют в высокоточных механизмах,

в следящих системах, приборах, в ответственных силовых передачах.

Это станкостроение, робототехника, авиационная и космическая техника.

С целью устранения осевого зазора и повышения точности осевых

перемещений элементы шариковинтовых передач делают с предварительным натягом.

Для этого часто гайку делают разрезную.

В электроприводах (в связи с тем,

что двигатели в основном высокооборотные,

а требуется обеспечить малые скорости вращения выходных звеньев

манипулятора) применяют те или иные передачи.

Тип передаточного механизма выбирают,

исходя из требований к скоростям перемещений.

Тип, конструкция, коэффициент полезного действия, габариты передачи,

масса — все это определяется грузоподъемностью манипулятора,

требуемой скоростью и рабочей зоной.

Все приводы объединены единой системой управления и

координируются от одной программы.

Итак, уважаемые слушатели,

сегодня мы с вами рассмотрели основную структуру робота Робин РСС-1 Сфера.

На следующем занятии мы с вами продолжим рассматривать этот робот и изучим

определения кинематических характеристик приводов этого робота.

В качестве подготовки к следующему занятию вы можете посмотреть

учебный видеофильм, ссылка на который есть на экране.

Также ссылка на этот фильм есть в прикрепленных материалах.

Спасибо за внимание!

[ЗВУКОВАЯ_ЗАСТАВКА] [ЗВУКОВАЯ_ЗАСТАВКА]

Explore nosso catálogo

Registre-se gratuitamente e obtenha recomendações, atualizações e ofertas personalizadas.

O Coursera proporciona acesso universal à melhor educação do mundo fazendo parcerias com as melhores universidades e organizações para oferecer cursos on-line.

© 2018 Coursera Inc. Todos os direitos reservados.

Baixar na App Store

Baixar no Google Play