MECHANIZMY ROBOTÓW M A N I P U L A T O R Y
sterowanie Manipulator mechaniczny układ przeznaczony do realizacji niektórych funkcji ręki ludzkiej. Manus (łacina) - ręka układ mechaniczny Karel Capek R.U.R. (Roboty Universalna Rossuma) 1922
Prawa robotów : Isaac Asimov w roku 1942 stworzył trzy prawa robotów i przedstawił je w fantastycznym opowiadaniu Zabawa w berka (Runaround). 1. Robot nie może skrzywdzić człowieka, ani przez zaniechanie działania dopuścić, aby człowiek doznał krzywdy. 2. Robot musi być posłuszny rozkazom człowieka, chyba że stoją one w sprzeczności z Pierwszym Prawem. 3. Robot musi chronić sam siebie, jeśli tylko nie stoi to w sprzeczności z Pierwszym lub Drugim Prawem.
Ewolucja MANIPULATOR KOPIUJĄCY -małe siły (napędza operator), - małe odległości (długi łańcuch kinemat błędy) servo computer
Ewolucja operator steruje za pomocą przycisków (brak czucia ) servo computer
Ewolucja Serwonapędy operator czuje siłę servo computer
Ewolucja servo computer Robot współczesny
ZASTOSOWANIA: PRACA W SRODOWISKU NIEBEZPIECZNYM: PROMIENIOWANIE, SKAŻENIE ZAGROŻENIE EKSPLOZJĄ WYSOKIE CIŚNIENIE GŁĘBIA UCIĄŻLIWE I POWTARZALNE OPERACJE TECHNOLOGICZNE MONTAZOWE, SPAWALNICZE, OBRÓBCZE,... MEDYCYNA, OCHRONA ZDROWIA REHABILITACJA ZABIEGI OPERACYJNE OPIEKA NAD NIEPEŁNOSPRAWNYMI INNE
Producenci: ABB KUKA Panasonic Motoman Mitsubishi FANUC
Roboty przemysłowe
Roboty mobilne
Manipulator do inspekcji mostów i wiaduktów
Roboty - obrabiarki
Manipulator medyczne i rehabilitacyjne
Struktura RUCHY LOKALNE EFEKTOR RUCHY REGIONALNE Robot przemysłowy LOKOMOCJA KORPUS
CZUJNIKI JEDN. STERUJ. NAPĘDY MANIP. EFEKTOR OTOCZ. CZUJNIKI układy mechaniczne
Ogólny schemat strukturalny manipulatora:
Rozwiązania możliwe układ 3D uniwersalny:,, orientacja efektora (3 st. swobody) x,y,z pozycja efektora (3 st. swobody) Wymagana ruchliwość: W = 3 + 3 (+ 1 na chwyt) W= 6 (+1 na chwyt) 11.1.16 2 < W < 20
Manipulatory specjalne W > 6
Manipulatory przemysłowe: szeregowe oraz równoległe O strukturze otwartych łańcuchów kinematycznych O strukturze zamkniętych łańcuchów kinematycznych
Manipulator W=3 schematy strukturalne Założenia: Schemat ogólny, tylko pary 1 klasy (p 2,3,4,5 =0) : R i/lub T W = 6(n-1) - 5p 1 W = 3 n = 4 p 1 = 3 B C A T T T R T R R R B C T T T R R R R R R T T T T R R T A 3T 2TR T2R 3R TRT R2T RTR 2RT
3T
2TR
TRT
R2T
2RT
RTR
T2R
3R
Podstawowe schematy 3D TTT
Podstawowe schematy 3D RTT RRT
Podstawowe schematy 3D SCARA RRR
Przykłady struktur manipulatorów (rozwiązania komercyjne)
Manipulatory - udźwig
SRTEFA ROBOCZA
ABB IRB 140
ABB IRB 340
ABB IRB 940
Motoman
Kąt i współczynnik serwisu
Kąt i współczynnik serwisu kąt serwisu: C współczynnik serwisu k: k C 2 F F K 0 k 1
k = 1
k = 1 k = 0
Manewrowość (redundancja) n = 4 p 1 = 3 p 2 = 0 W = 3(n-1) - 2p 1 - p 2 W = 3 W = 4 n = 5 p 1 = 4 p 2 = 0 M = 3(n-1-1) - 2p 1 - p 2 M = 0 M = 1
Manewrowość (redundancja)
Efektory (chwytaki) - schematy
Efektory (chwytaki) - rozwiązania
Efektory (chwytaki) trzy palce
Manipulatory równoległe Manipulatorami równoległymi nazywa się układy, w których człon bierny (efektor, chwytak) jest połączony z podstawą kilkoma niezależnymi łańcuchami kinematycznymi.
Ogólny schemat manipulatora równoległego
Manipulatory równoległe Zastosowania Wyspecjalizowane obrabiarki ABB IRB 940 Tricept TMC 845
Manipulatory równoległe Zastosowania Manipulatory montażowe Manipulatory pakujące ABB IRB 340 FANUC M-1iA
Manipulatory równoległe Zastosowania Układy pozycjonujące Hexapod PI M-850 Pathfinders Hexvantage
Manipulatory równoległe Zastosowania Symulatory ruchu
Manipulatory równoległe Zastosowania Medyczne i rehabilitacyjne Badawcze i rozwojowe Politechnika Wrocławska I-16MR 3R6C
Manipulatory równoległe Własności manipulatorów równoległych Duża sztywność układu Duża dokładność realizowanych ruchów Duża nośność
Manipulatory równoległe Własności manipulatorów równoległych Mała masa członów ruchomych. Platforma może poruszać się ze znacznymi prędkościami i przyspieszeniami. Napędy są umieszczone przy podstawie.
Manipulatory równoległe Własności manipulatorów równoległych Mała strefa robocza ABB IRB 340
Manipulatory równoległe Własności manipulatorów równoległych Mała strefa robocza ABB IRB 940 Tricept
Manipulatory równoległe Własności manipulatorów równoległych Mała strefa robocza FANUC F200
Manipulatory równoległe Własności manipulatorów równoległych Występowanie położeń osobliwych B1 12' 11 12'' C1 4 P C2 22' 21 C3 22'' 31 32'' A3 A1 O A2 C1 P C3 B1 12' C1 P C3 B3 B1 4 C2 B2 B3 11 12'' 4 C2 A3 B2 A3 A1 O A2 A1 O A2
Hexapod PI M-850 Tricept TMC 845