Slide 1

Препис

1 Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна Програма Развитие на Човешките Ресурси 7 3, Съфинансиран от Европейския Социален Фонд на Европейския Съюз Инвестира във вашето бъдеще! ПОВИШАВАНЕ НА ЕФЕКТИВНОСТТА И КАЧЕСТВОТО НА ОБУЧЕНИЕ И НА НАУЧНИЯ ПОТЕНЦИАЛ В ОБЛАСТТА НА СИСТЕМНОТО ИНЖЕНЕРСТВО И РОБОТИКАТА Проект No BG5PO

2 МЕХАНИКА НА УНИВЕРСАЛНИ И СПЕЦИАЛНИ РОБОТИ ЛЕКТОР: ДОЦ. Д-Р ИНЖ. ДЕТЕЛИНА ИГНАТОВА ; БЪЛГАРСКА АКАДЕМИЯ НА НАУКИТЕ ИНСТИТУТ ПО МЕХАНИКА НСЗ МЕХАНИКА НА ДИСКРЕТНИ СИСТЕМИ РОБОТИКА И МЕХАТРОНИКА

3 СЪДЪРЖАНИЕ. ОСНОВНИ ТЕОРЕТИЧНИ ПОНЯТИЯ В РОБОТИКАТА Структура, геометрия, работни пространства Кинематика Динамика. ПРОМИШЕНИ РОБОТИ Основни видове Робот за шлифоване 3. ЛЕКИ РОБОТИ Особености Два частни случая 4. РОБОТИ ЗА СПАСИТЕЛНИ ОПЕРАЦИИ Основни видове Двуколесен робот 5. РОБОТИ ЗА МИКРО И НАНОМАНИПУЛАЦИИ Особености Робот за микроинжектиране 6. CAD/CAM, AUTODESK, MATLAB, SOLIDWORKS, NASTRAN

4 СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛНА СХЕМА НА РОБОТ МЕХАНИЧНА СИСТЕМА Манипулац. система Система за придвижване Външна среда Информационна система за вътрешно състояние Система за задвижване и сервоуправление Информационна система за външната среда Система за управление

5 Структура, геометрия, работни пространства Структурно роботите са съставени от отворени или затворени вериги от звена и стави (кинематични двоици. Ставите в общия случай са два вида, според вида на движението въртене или линейно преместване, съответно ротация и транслация. ОПРЕДЕЛЕНИЯ Ендефектор, инструмент устройство, което е в пряк контакт с околната среда. Често е специфичен за конкретна операция. Конфигурация пълна спецификация на всички елементи на манипулатора. Съвкупността от всички възможни конфигурации е конфигурационно пространство. Текуща конфигурация моментна позиция и ориентация на ставите. Работно пространство онази част от обема на околната среда, в която се движи работния орган. То е различно за различните конфигурации на структурата на робота.

6 РЕГИОНАЛНА СТРУКТУРА РЕГИОНАЛНА СТРУКТУРА верига от звена и стави в различна последавателност. Основни конфигурации на регионалната структура:. Декартови координати

7 РЕГИОНАЛНА СТРУКТУРА. Цилиндрични координати-ylndrl robot (RPP Seko RT33 Robot

8 РЕГИОНАЛНА СТРУКТУРА 3. Сферични координати - Stnford rm (RRP

9 РЕГИОНАЛНА СТРУКТУРА 4. Тип СКАРА - SCARA (RRP Adept Cobr Smrt6 SCARA robot

10 РЕГИОНАЛНА СТРУКТУРА 5. Антропоморфна структура (RRR ABB IRB4

11 ЛОКАЛНА СТРУКТУРА китка

12 ОБОБЩЕНИЕ Основни структури и работни пространства Декартов Цилиндричен Сферичен СКАРА Антропоморфен Схемите са от докторската дисертация на доц. Найден Шиваров

13 КООРДИНАТНИ СИСТЕМИ И ПРАВА ЗАДАЧА НА КИНЕМАТИКАТА Права задача: Намиране на позицията,ориентацията, скоростите и ускоренията на работния инструмент при зададени обобщени координати (относителни премествания..три координатни системи,,.позиция: а и а са дължините на звената y y o n o n ( ( ( ( ( y n t

14 КООРДИНАТНИ СИСТЕМИ И ПРАВА ЗАДАЧА НА КИНЕМАТИКАТА 3. Ориентация: ˆ, ˆ y ˆ, ˆ y ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ y y y y R

15 ОБРАТНА ЗАДАЧА НА КИНЕМАТИКАТА Обратна задача: Намиране на обобщените координати за желана позиция, ориентация, скорост или ускорение на работния инструмент D D y t t ± ± D D tn tn tn y

16 ЯКОБИАН Текущото състояние включва скоростта J y ( ( Обратната матрица на Якоби дава ставните скорости: y J Случаите, когато тази инверсия не съществува се наричат сингулярни конфигурации.

17 Метод на Денавит и Хартенберг (Denvt-Hrtenberg (DH Представяне на всяка хомогенна трансформация като резултат от четири базови трансформации. Rot Trn Trn Rot,,,, d z z d d A

18 Метод на Денавит и Хартенберг (Denvt-Hrtenberg (DH

19 Метод на Денавит и Хартенберг (Denvt-Hrtenberg (DH Методът на Денавит и Хартенберг е един от найразпространените методи за избор на координатни системи, свързани с подвижните звена. За всяко звено оста Z се насочва по оста на свързване на това звено със следващото. Оста Х се насочва по направление на общия перпендикуляр на текущата и предходната оси Z, а оста Y по такъв начин, че да се образува дясноориентирана координатна система. При спазване на определени правила при това положение -тата координатна система може да се преобразува в - та.

20 ДИНАМИКА. Кинетична и потенциална енергия DH ставните променливи са обобщенитекоординати Кинетичната енергия е сума от два члена: Транслационна част, еквивалентна на концентрация на всички маси в центъра на тежестта Ротационна част, съответстваща на ротация около центъра на тежестта За произволно твърдо тяло кинетичната енергия е: K T mv T v ω Ιω v е линейната скорост на центъра на масите w е ъгловата скорост I е инерционния тензор

21 Хомогенни трансформации Базови трансформации: три чисти транслации, три чисти ротации Trn Trn Trn,,, b z b y Rot Rot Rot,,, γ γ γ γ γ β β β β β z y

22 Кинетична енергия на n-звенен манипулатор Кинетичната енергия е: ( ( n T T T R I R v m v K ω ω Връзката между ставните скорости и линейната и ъглова скорост на центъра на тежестта за всяко звено е Jobn: ( ( J J v v ω ω Пренаписваме кинетичната енергия като функция на ставните променливи: ( ( ( ( ( ( n T T T v T v T J R I R J J J m K ω ω

23 Потенциална енергия на n-звенен манипулатор Потенциалната енергия зависи от гравитацията и не зависи от ставните скорости. P n P n m g T r - r е позицията на центъра на тежестта на -то звено - g е вектор на гравитацията

24 Уравнения на движението Използваме уравнението на Ойлер-Лагранж: d L L τ j dt j j Можем да запишем L n n T K P D ( P( d ( P( j j j Частните производни на това уравнение дават уравненията на движение на манипулатора: d n n n kj dkj j j j d j k j P k τ k

25 ЛИТЕРАТУРА oure/ntroduton-to-robot-hrvrd-unverty-e-59-59/ntroduton-to-robot-hrvrd-unverty-e leture Павлов, В., Проектиране на промишлени роботи, ТУ- София, 993 г. Минков, К., Роботика, Софийски университет, София, 986 г.