Министерство Образования Республики Молдова
Технический Университет
Молдовы
Кафедра КПЭАКурсовая работа
по дисциплине:Робототехника
тема: Проектированиеманипулятора Выполнил
cт. гр. EI – 972 Сороков А.С.
Проверил
доцент Мардаре И.А.Кишинёв 2001
Литера Лист Листов
У 3 19
Лист № докум. Подп. Дата
Разраб. Сороков А.С.
Проверил Мардаре И.А. Содержание Задание
Введение 4
1. Кинематическая схемаманипулятора 6
2. Описаниепоследовательности движений звеньев
манипулятора 7
3. Форма, размеры ирасположение рабочей зоны 8
4. Упрощённая конструкцияманипулятора со
связанными системами координат 11
5. Результирующиеоднородные матрицы преобразований
для каждой точки позиционирования 12
6. Принципиальная электрическаясхема устройства управления 16
7. Сборочный чертёжманипулятора в прямоугольной
правосторонней системе координат 17
Заключение 18
Литература 19
CPAE EI 2102 97217 ПЗ
Манипулятор
UTM FRE EI — 972
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 6
1. Кинематическая схемаманипулятора
На рисунке 1 представлена кинематическая схемаманипулятора выполненная в правосторонней прямоугольной системе координат.
Индекс подвижности манипулятора : Пх– Вz — By
Рис. 1 Кинематическая схема манипулятора
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 7
2. Описаниепоследовательности движений звеньев манипулятора
1. В исходном состоянии рабочий орган манипуляторанаходится в первой точке позиционирования, в начале системы координат. Ни одноиз звеньев не совершало движения.
2. Звено один совершает перемещение, в результате чегорабочий орган перемещается из точки один в точку два.
3. Второе звено совершает перемещение, в результате чегорабочий орган поворачивается на 180°и подходит к точке три.
4. Звено один совершает перемещение, при этом рабочий органперемещается в точку четыре.
5. Второе звено совершает перемещение, в следствии чего,рабочий орган поворачивается на 180°и возвращается в точку один.
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 8
3. Форма,размеры и расположение рабочей зоны
Для определения параметров рабочей зоны необходиморассчитать геометрические размеры манипулятора.
Следовательно, необходимо определить размеры цилиндрапоступательного перемещения, а также размеры цилиндра вращательногоперемещения.
Сначалаопределим размеры цилиндра поступательного перемещения:Рис.2 Цилиндр поступательной подвижности
Определим длину цилиндра Lпо формуле:
Н – заданное поступательное перемещение
1,1 – взято из конструктивных соображений
Определим диаметр цилиндра Dпо формуле:
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 9
Определимразмеры цилиндра вращательных подвижностей:Рис.3 Цилиндр вращательной подвижности
Определим длину цилиндра Lпо формуле:
Н – величина поступательного перемещения для поворотана необходимый угол, которая определяется по формуле Н = pdдля поворота на угол 360°
d– диаметрвала вращения (4см)
0,05 – запас на поршни и другие конструктивныеэлементы
Так как имеется две вращательные подвижности, то быларассчитана длина каждой подвижности, которые равны:
Определим диаметр цилиндра Dпо формуле:
2,5 – коэффициент, учитывающий диаметр вала вращения итодлщину рейки
1,1 – из конструктивных соображений
Результаты определения диаметра:
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 10
Рис.4 Параметры рабочей зоны
На рисунке 4 представлена рабочая зона рабочегооргана. Из данного рисунка видно, что четыре точки позиционирования рабочегооргана отмечены цифрами 1,2,3,4.
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 11
4.Упрощённая конструкция манипулятора со связанными системами координат
Рис.5 Упрощённая конструкция манипулятора со связанными системами координат
Связанные системы координаты расставлены всоответствии с представлениями Денавита – Хартенберга.
Система [X0,Y0,Z0]– связанная система координат 1-го звена
[X1,Y1,Z1]– связанная система координат 2-го звена
[X2,Y2,Z2]– связанная система координат 3-го звена
[XР,YР,ZР] – связаннаясистема координат рабочего органа
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 12
5.Результирующие однородные матрицы преобразований для каждой точкипозиционирования
Результирующие однородные матрицы преобразованияопределяются с помощью уравнения кинематики манипулятора:
Определениеоднородной матрицы преобразования для первой точки позиционирования рабочегооргана:
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 13
Однородная матрица преобразований для первой точкиравна:
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 14
Определение однородной матрицы преобразования длявторой точки позиционирования рабочего органа:
Произведя необходимые подсчёты, как в предыдущемслучае получим однородную матрицу преобразований для второй точки:
Определение однородной матрицы преобразования длятретьей точки позиционирования рабочего органа:
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 15
Произведя необходимые подсчёты, как в предыдущемслучае получим однородную матрицу преобразований для третьей точки:
Определениеоднородной матрицы преобразования для четвёртой точки позиционирования рабочегооргана:
Произведя необходимые подсчёты, как в предыдущемслучае получим однородную матрицу преобразований для четвёртой точки:
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 16
6.Принципиальная электрическая схема устройства управления
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 17
7.Сборочный чертёж манипулятора в прямоугольной правосторонней системе координат
Рис. 7 Сборочный чертёж манипулятора в прямоугольнойправосторонней системе координат
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 18
Заключение
В данной работе был спроектирован манипулятор, которыйпроизводит технологическую операцию точечной сварки. Данный манипулятор можетпроизводить сварку в четырёх точках позиционирования, но при необходимости ихколичество можно увеличить до восьми.
Также в работе используется позиционная системауправления и представлена схема электрическая принципиальная устройствауправления, а также сборочный чертёж манипулятора.
Как показывает проект робот может справляться снекоторыми задачами выполняемыми людьми, а особенно незаменимой помощьподобного робота становится в сложных условиях, в которых человеку невозможноработать.
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 19
Литература
1. Конспект “Робототехника” Мардаре И.А., 2001, ТУМ
2. “Роботы иавтоматизация производства”, Асфаль Р., М.: Машиностроение, 1989г.
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 4
Введение
Слово «робот» было введено в обращение чешскимписателем Карелом Чапеком и первоначально означало: «машина с антропоморфным(человекоподобным) поведением, которое частично или полностью выполняет функциичеловека при взаимодействии с окружающим миром». Писателя-фантаста, химика пообразованию, Айзека Азимова, многие называют теоретиком робототехники. Сам онпишет об этом следующее: «Я дожил до дня, когда мои законы воспринимают всерьези цитируют в научных статьях ученые-робототехники». Первые роботы,имитировавшие внешний облик и движения человека, использовались вразвлекательных целях. По мере развития техники роботы потеряли внешнеесходство с человеком и превратились в различные устройства и механизмы, которыеосвобождают людей от тяжелой и однообразной работы, от работы, опасной дляздоровья (в условиях повышенной радиации, высокой или низкой температуры, втруднодоступных местах). В настоящее время робототехника представляет человекуогромный спектр вспомогательных устройств, начиная от роботов-сварщиков изаканчивая подводными телеуправляемыми системами. Лучшие умы планеты бьются надосновной задачей, лежащей на стыке таких отраслей знаний, как искусственныйинтеллект, техническая кибернетика, психология, системный анализ, а именно —задачей наделить робототехническую систему разумом.
Промышленные роботы
Эта группароботов также практически полностью лишена разума. Предназначены они лишь длятого, чтобы заменить человека на всех трудных, монотонных, поточных работах.Эти роботы действуют на основании жестко описанных программ и иногда наполняютсобой
Лист
Изм Лист № докум. Подп. Дата 5
автоматические линии, участки, а также способнывыполнять полный производственный цикл. Ученые выделяют в этой группе трипоколения роботов, но их назначение не меняется, они были и остаютсянеутомимыми рабочими, делающими свою работу 24 часа в сутки, не требуязарплаты, доплаты за сверхурочные, премии и отпусков.
В предстоящей работе ставится задача по проектированиюименно промышленного робота индекс подвижности манипулятора которого следующий ПХ-ВZ-BY.Необходимо, чтобы этот робот совершал точечную сварку в четырёх точках позиционирования.
По окончании работы должнабыть представленна принципиальная электрическая схема устройства управления.