Мехнические и электромеханические элементы робота

Опубликовано admin Мар 26, 2013 в Роботетхника

Промышленные роботы, как следует из приведенного на этом сайте материала, являются исключительно сложными техническими устройствами, способными моделировать человеческую деятельность. Их, в свою очередь, можно смоделировать с помощью учебного робота, повторяющего, несмотря на свою простоту, некоторые существенные черты промышленного образца. Изготовить даже несложный учебный робот без подготовительной работы нельзя. Предварительно необходимо практически ознакомиться с основными элементами и узлами механических, электромеханических и электронных блоков проектируемого учебного устройства. Важно также научиться пользоваться основными электроизмерительными приборами и существующими в школе источниками электрического тока. Практические работы начнем с наиболее простых механических и электромагнитных элементов и узлов.

Проектирование простейшего учебного робота

Возможны два варианта выполнения данной самостоятельной работы, зависящие от наличия в школе учебного робота.

При наличии робота нужно внимательно посмотреть, как он работает, выделить основные рабочие операции, последовательность их выполнения и провести классификацию робота, т. е. определить, к какому виду он относится, насколько он похож на настоящих промышленных роботов.

При отсутствии робота и необходимости его изготовления сначала следует определить его функции. Очевидно, что начинать следует с наиболее простого варианта с тем, чтобы в достаточно короткий срок — в течение учебного года создать законченную работоспособную конструкцию. После того как она будет изготовлена и испытана, можно приступать к усовершенствованию, процесс этот может быть практически бесконечным, т. е. продолжиться и в будущей самостоятельной творческой деятельности на производстве.

Попробуем определить основные свойства простого учебного робота, который предстоит изготовить из деталей механического конструктора, микродвигателя, электромагнитных реле и набора радиоэлектронных элементов. В процессе проектирования следует ориентироваться на существующие образцы промышленных роботов с тем, чтобы разрабатываемое, устройство было простым по конструкции роботом, а не подделкой, и поэтому отказаться от создания игрушек, внешне напоминающих человека из фантастических рассказов.

Проектирование начнем с выбора типа учебного робота, воспользовавшись для этого схемой, содержащей основные классификационные признаки промышленных роботов. Выбрав признаки, соответствующие создаваемому роботу, запишите их в тетрадь.

Прежде всего, следует определить, что должен уметь делать учебный робот, т. е. характер выполняемых им операций. Как видно из схемы, по названному признаку роботы делятся на технологические или производственные, вспомогательные или подъемно- транспортные и универсальные. Конструирование лучше начинать с подъемно-транспортных роботов, выполняющих операции типа взять — перенести — положить.

Знакомство со вторым и третьим признаками приводит к простому выводу: конструируемый учебный робот должен быть специальным (наиболее простой вариант) и предназначаться для выполнения транспортно-складских работ.

Для уточнения других свойств робота необходимо более четко определить его функции и в соответствии с ними выбрать конструкцию робота. Предположим, что в задачу робота входит перемещение грузов, находящихся на складе, в различные участки цеха. В качестве грузов выберем спичечные коробки, сложенные в вертикальную стопку. Допустим, что их нужно разложить в три вертикальные стопки, находящиеся на различных расстояниях от склада. Проще всего осуществить подобную раскладку с помощью поворотного механизма, в этом случае склад и разложенные в три стопки коробки будут располагаться по окружности.

В соответствии с выбранными функциями учебного робота его манипулятор будет иметь следующую конструкцию. Основной его Частью станет вертикальная стойка, способная поворачиваться на разные задаваемые программой углы. Радиус окружности, по которой будут размещаться грузы, будет равен длине горизонтального звена робота.

Специальное рычажное устройство используется для захвата груза. В начальном положении захватывающее устройство находится строго над вертикальной стопкой коробков. По команде «начало работы» захват опускается до соприкосновения с верхней коробкой, осуществляется захватывание и коробка переносится влево или вправо на определенный заданной программой угол. При достижении нужной точки захват разжимается, коробка падает на заданное место. Затем вертикальная стойка поворачивается в исходное положение, и захват опять устанавливается строго над стопкой коробков склада. Захват опускается, берет второй коробок и т. д. по программе. Работа повторяется до тех пор, пока вся программа не будет выполнена полностью.

Выяснив, какие движения должен выполнять манипулятор, и некоторые важные особенности его конструкции, продолжим определение основных классификационных признаков учебного робота, что поможет понять, к какому типу он относится и, самое главное, составить его технический паспорт.

Далее следует выяснить, какую систему координат удобно выбрать для описания перемещений проектируемого учебного робота (речь идет именно об удобстве, так как положение точки в пространстве можно описать различными способами). Ответить на вопрос поможет рисунок, на котором показана кинематическая схема манипулятора учебного робота. Для ее описания удобно использовать цилиндрическую систему координат. Рассматриваемый манипулятор имеет две степени подвижности — одна определяется поворотом в горизонтальной плоскости, другая — перемещением захвата в вертикальном направлении.

Выбор в качестве грузов, перемещаемых учебным роботом, спичечных коробков определяет его грузоподъемность — очевидно, проектируемый робот относится к сверхлегким.

Мобильность робота определяется заданными нами функциями— он должен быть стационарным и иметь настольное конструктивное исполнение.

Страницы: 1 2 3