К.т.н. Лапковський С.В., Бакало О.М.

Національний технічний університет України

“Київський політехнічний інститут”, Україна

МАНІПУЛЯЦІЙНА СИСТЕМА ПРОМИСЛОВОГО РОБОТА З КЕРОВАНИМ ВИГИНОМ ЛАНКИ

У [1] була наведена інформація про те, що окрім маніпуляторів з жорсткими кінематичними компонентами, які широко використовуються в сучасній промисловій робототехніці, існує і інший вид маніпуляторів ¾ маніпулятори з гнучкими кінематичними компонентами. Найпростіші конструкції даних маніпуляторів побудовано з використанням властивостей трубки Бурдона [1, 2].

Іншим напрямком в області побудови пружних ланок маніпуляційних систем цього класу, що посилено розвивається в даний час, пов'язаний з використанням ланцюгів твердих тіл, що послідовно з'єднані один з одним вищими або нижчими кінематичними парами та охоплені механізмами натягу з одним або декількома пружними елементами і навантаження пружного ланки в цілому.

Потенційна функція механізму натягу залежить від відносного положення твердих тіл ланцюга. Задаючи навантаження на ланку через механізм натягу, можна змінювати конфігурацію статичної рівноваги ланцюга твердих тіл, що утворюють ланку.

Кінематична схема пружної ланки маніпуляційної системи, яка допускає керований вигин в будь-якій площині, що проходить через вісь ланки в недеформованому стані, наведено на рис. 1.

Ланка складається з набору дисків 1-11, які контактують один з одним сферичними поверхнями. У дисках ланки є отвори: чотири по периферії диска і одне вздовж осі. Через отвори пропущені троси, кожен з яких прикріплений до дальнього від основи диску 11.

Рис. 1. Кінематична схема пружної ланки маніпуляційної системи

Центральний трос 12 натягнутий пружним елементом 13, утворює з ним механізм натягу і одночасно виконує функцію механізму центрування дисків 1-11. Периферійні троси 14-17 (попарно 14 і 16, 15 і 17) пов'язані з керованими двигунами 18 та 19 і утворюють разом з ними механізм навантаження ланки. Кожному набору положень двигунів 18 і 19 відповідає деяка, цілком певна при відомих статичних навантаженнях, статична деформація ланки в цілому. Вона визначається двома параметрами: кутом між площиною вигину ланки та вертикальною координатної площиною і кутом нахилу осі останнього диска, що відлічується від вертикальної осі.

При послідовному наборі таких ланок і винесенні всіх приводів на основу (як в традиційних системах) при малій площі, необхідній для установки промислового робота, забезпечується велика робоча зона. При загальному числі ступенів рухливості маніпуляційної системи, яке більше 6, додаткові можливості обходу перешкод обумовлені відсутністю обмежень на ступені рухливості, що характеризуються кутами повороту площин вигину ланок. До цього слід додати м'яку ("неруйнуючу") взаємодію пружних ланок з елементами зовнішнього середовища.

Література:

1. Лапковський С.В. Маніпулятори промислових роботів з гнучкими кінематичними компонентами. Materialy IX Miedzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji “Strategiczne pytania światowej nauki — 2013”. Volume 30. Techniczne nauki. Budownictwo i architektura.: Przemyśl. Nauka i studia. — 2013. Str. 48 — 50.

2. www.efunda.com/designstandards/sensors/bourdon_tubes/bourdon_intro.cfm.