Проектирование манипулятора (Kursovoi)

Посмотреть архив целиком



Министерство Образования Республики Молдова



Технический Университет

Молдовы



Кафедра КПЭА









Курсовая работа


по дисциплине : Робототехника

тема : Проектирование манипулятора









Выполнил

cт. гр. EI – 972 Сороков А.С.







Проверил

доцент Мардаре И.А.







Кишинёв 2001










Содержание



Задание

Введение 4

1. Кинематическая схема манипулятора 6

2. Описание последовательности движений звеньев

манипулятора 7

3. Форма, размеры и расположение рабочей зоны 8

4. Упрощённая конструкция манипулятора со

связанными системами координат 11

5. Результирующие однородные матрицы преобразований

для каждой точки позиционирования 12

6. Принципиальная электрическая схема устройства управления 16

7. Сборочный чертёж манипулятора в прямоугольной

правосторонней системе координат 17

Заключение 18

Литература 19























CPAE EI 2102 972 17 ПЗ


Манипулятор

UTM FRE

EI - 972








1. Кинематическая схема манипулятора





На рисунке 1 представлена кинематическая схема манипулятора выполненная в правосторонней прямоугольной системе координат.


Индекс подвижности манипулятора : Пх – Вz - By












Рис. 1 Кинематическая схема манипулятора















2. Описание последовательности движений звеньев манипулятора



  1. В исходном состоянии рабочий орган манипулятора находится в первой точке позиционирования, в начале системы координат. Ни одно из звеньев не совершало движения.

  2. Звено один совершает перемещение, в результате чего рабочий орган перемещается из точки один в точку два.

  3. Второе звено совершает перемещение, в результате чего рабочий орган поворачивается на 180 и подходит к точке три.

  4. Звено один совершает перемещение, при этом рабочий орган перемещается в точку четыре.

  5. Второе звено совершает перемещение, в следствии чего, рабочий орган поворачивается на 180 и возвращается в точку один.





















3. Форма, размеры и расположение рабочей зоны


Для определения параметров рабочей зоны необходимо рассчитать геометрические размеры манипулятора.

Следовательно, необходимо определить размеры цилиндра поступательного перемещения, а также размеры цилиндра вращательного перемещения.

С
начала определим размеры цилиндра поступательного перемещения:

Рис.2 Цилиндр поступательной подвижности


Определим длину цилиндра L по формуле:

, где

Н – заданное поступательное перемещение

1,1 – взято из конструктивных соображений

Определим диаметр цилиндра D по формуле:













О
пределим размеры цилиндра вращательных подвижностей:

Рис.3 Цилиндр вращательной подвижности

Определим длину цилиндра L по формуле:

, где

Н – величина поступательного перемещения для поворота на необходимый угол, которая определяется по формуле Н = d для поворота на угол 360

d – диаметр вала вращения (4см)

0,05 – запас на поршни и другие конструктивные элементы

Так как имеется две вращательные подвижности, то была рассчитана длина каждой подвижности, которые равны:

Определим диаметр цилиндра D по формуле:

, где

2,5 – коэффициент, учитывающий диаметр вала вращения и тодлщину рейки

1,1 – из конструктивных соображений


Результаты определения диаметра:










Рис.4 Параметры рабочей зоны


На рисунке 4 представлена рабочая зона рабочего органа. Из данного рисунка видно, что четыре точки позиционирования рабочего органа отмечены цифрами 1,2,3,4.






















4. Упрощённая конструкция манипулятора со связанными системами координат

Р
ис.5 Упрощённая конструкция манипулятора со связанными системами координат


Связанные системы координаты расставлены в соответствии 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] – связанная система координат рабочего органа









5. Результирующие однородные матрицы преобразований для каждой точки позиционирования


Результирующие однородные матрицы преобразования определяются с помощью уравнения кинематики манипулятора:

Определение однородной матрицы преобразования для первой точки позиционирования рабочего органа:



















Однородная матрица преобразований для первой точки равна:


















Определение однородной матрицы преобразования для второй точки позиционирования рабочего органа:



Произведя необходимые подсчёты, как в предыдущем случае получим однородную матрицу преобразований для второй точки:

Определение однородной матрицы преобразования для третьей точки позиционирования рабочего органа:














Произведя необходимые подсчёты, как в предыдущем случае получим однородную матрицу преобразований для третьей точки:


Определение однородной матрицы преобразования для четвёртой точки позиционирования рабочего органа:








Произведя необходимые подсчёты, как в предыдущем случае получим однородную матрицу преобразований для четвёртой точки:










6. Принципиальная электрическая схема устройства управления


















7. Сборочный чертёж манипулятора в прямоугольной правосторонней системе координат




Рис. 7 Сборочный чертёж манипулятора в прямоугольной правосторонней системе координат















Заключение


В данной работе был спроектирован манипулятор, который производит технологическую операцию точечной сварки. Данный манипулятор может производить сварку в четырёх точках позиционирования, но при необходимости их количество можно увеличить до восьми.

Также в работе используется позиционная система управления и представлена схема электрическая принципиальная устройства управления, а также сборочный чертёж манипулятора.

Как показывает проект робот может справляться с некоторыми задачами выполняемыми людьми, а особенно незаменимой помощь подобного робота становится в сложных условиях, в которых человеку невозможно работать.






















Литература


  1. Конспект Робототехника” Мардаре И.А., 2001,ТУМ

  2. Роботы и автоматизация производства”, Асфаль Р., М.:Машиностроение, 1989г.































Введение


Слово «робот» было введено в обращение чешским писателем Карелом Чапеком и первоначально означало: «машина с антропоморфным (человекоподобным) поведением, которое частично или полностью выполняет функции человека при взаимодействии с окружающим миром». Писателя-фантаста, химика по образованию, Айзека Азимова, многие называют теоретиком робототехники. Сам он пишет об этом следующее: «Я дожил до дня, когда мои законы воспринимают всерьез и цитируют в научных статьях ученые-робототехники». Первые роботы, имитировавшие внешний облик и движения человека, использовались в развлекательных целях. По мере развития техники роботы потеряли внешнее сходство с человеком и превратились в различные устройства и механизмы, которые освобождают людей от тяжелой и однообразной работы, от работы, опасной для здоровья (в условиях повышенной радиации, высокой или низкой температуры, в труднодоступных местах). В настоящее время робототехника представляет человеку огромный спектр вспомогательных устройств, начиная от роботов-сварщиков и заканчивая подводными телеуправляемыми системами. Лучшие умы планеты бьются над основной задачей, лежащей на стыке таких отраслей знаний, как искусственный интеллект, техническая кибернетика, психология, системный анализ, а именно — задачей наделить робототехническую систему разумом.


Случайные файлы

Файл
182133.rtf
35095.rtf
15048.rtf
240-2471.DOC
138066.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.