CZ.. SYNTEZA STRUKTURY MECHANIZMU rzystęując do sytezy struktury mechaizmu łaskiego stawiamy astęujące ytaia: jaki ruch ma wykoywać czło lub człoy robocze: ostęowy (w szczególości ostęowy rostoliiowy), obrotowy, łaski? Jaki będzie aęd tz. jaki ruch będzie wykoywał czło aędzający i gdzie będzie usytuoway: obrotowy (silik wirikowy zamocoway do odstawy), ostęowy (silik liiowy, lub siłowik zamocoway do odstawy), łaski (. siłowik zamocoway rzegubowo omiędzy człoami)?. Ile będzie aędów jest to ytaie o ruchliwość, tz. liczbę stoi swobody mechaizmu względem odstawy. Czy struktura sytezowaa ma być łańcuchem zamkiętym czy otwartym. o ustaleiu odowiedzi a te ytaia możemy rozocząć oszukiwaia odowiedich struktur. Czym się kierujemy: szukamy struktury możliwie rostej tz. o małej liczbie człoów i ar kiematyczych zdolej do realizacji celu sytezy. racował J. Felis str. odstawy modelowaia i sytezy mechaizmów - 03 W rozwiązywaiu każdego zadaia rojektowego ależy się rzede wszystkim zaozać się rozwiązaiami istiejącymi w raktyce, sorządzić modele tych rozwiązań, dokoać ich aalizy, oszukiwać rozwiązań alteratywych. Zae są metody sytezy olegające a geerowaiu struktur w oarciu metodycze odejście [4,7], rowadzą oe do wielu wariatów użyteczych jak rówież ieużyteczych. Jeżeli zadaie sytezy olega a uzyskaiu wymagaego ruchu człou roboczego rzy zadaym ruchu człou aędzającego to moża zadaie sytezy orzeć o gruy strukturale, które staowią odstawę łańcuchów kiematyczych mechaizmów Grua strukturala ma zawsze ruchliwość w=0, Czło aędzający ma ruchliwość w= Ruchliwość mechaizmu zależy zatem od liczby człoów aędzających. Grua strukturala klasy może być ołączoa co ajwyżej z dwoma człoami aędzającymi. Grua klasy trzeciej może być ołączoa co ajwyżej z trzema człoami aędzającymi. Jeżeli gruę strukturalą ołączymy z jedym człoem aędzającym to otrzymamy zbiór schematów rostych mechaizmów. Które moża azwać mechaizmami odstawowymi. Te właśie ajczęściej wystęują w raktyce. racował J. Felis str.
Tablica. Wariaty struktury mechaizmów utworzoych z gruy strukturalej klasy ostaci ierwszej (--) racował J. Felis str. 3 odstawy modelowaia i sytezy mechaizmów - 03 SCHEMATY GÓLNE I URSZCZNE MECHANIZMÓW DSTAWWYCH Tablica a. Schematy mechaizmów odstawowych klasy Mechaizmy utworzoe z człou aędzającego i jedej gruy strukturalej moża azwać mechaizmami odstawowymi oieważ mają ajrostszą strukturę i staowią bazę do budowy struktur złożoych. zaczeia: obrót, rzesuięcie, obrót rowadicy, s obrót suwaka rzykładowo: (--) - grua strukturala, w której wystęują wyłączie ary obrotowe. racował J. Felis str. 4
Tablica b. Schematy mechaizmów odstawowych klasy zaczeia: obrót, rzesuięcie, obrót rowadicy, s obrót suwaka rzykładowo: (--) - grua strukturala, w której wystęują wyłączie ary obrotowe. racował J. Felis str. 5 odstawy modelowaia i sytezy mechaizmów - 03 Tablica c.schematy mechaizmów odstawowych klasy zaczeia: obrót, rzesuięcie, obrót rowadicy, s obrót suwaka rzykładowo: (--) - grua strukturala, w której wystęują wyłączie ary obrotowe. racował J. Felis str. 6
Mechaizmy złożoe otrzymamy łącząc gruy strukturale: Rys.. Schemat ogóly sytezy struktury mechaizmu o łańcuchu zamkiętym Rys.. Struktura szeregowa (mechaizm strugarki) racował J. Felis str. 7 odstawy modelowaia i sytezy mechaizmów - 03 Czło aędzający i dwie gruy klasy drugiej ołączoe szeregowo Model mechaizmu rogram Workig Model Czło aędzający i jeda grua strukturala klasy 3 Model mechaizmu rogram Workig Model Rys. 3. Modele komuterowe mechaizmu strugarki racował J. Felis str. 8
Model Workig Model Rys. 4. Struktura rówoległa (mechaizm srężarki tyu bokser) racował J. Felis str. 9 odstawy modelowaia i sytezy mechaizmów - 03 Rys. 5. Struktura szeregowo-rówoległa (mieszaa) racował J. Felis str. 0
Mechaizm kleszczy oarty a czworoboku rzegubowym. W tym rzyadku człoem aędzającym jest łączik. Model rogram SAM Rys. 6. Model komuterowy mechaizmu kleszczy racował J. Felis str. odstawy modelowaia i sytezy mechaizmów - 03 rzykład. rzerowadzić sytezę struktury mechaizmu dźwigiowego chwytaka maiulatora złożoego z człou aędzającego wykoującego ruch ostęowy i człoów wykoawczych wykoujących ruch obrotowy zwroty. Mechaizm taki osiada jede czło aędzający i dwa symetrycze względem jego osi, człoy wykoawcze (ramioa chwytaka). Do realizacji zadaia moża wykorzystać róże gruy strukturale. N. gruę strukturalą w ostaci 3. 4 0 ( ) 0 Zbudujemy strukturę rówoległą zgodie ze wzorem 5 3 0 ( ) Rys. 7. Schematy kiematycze struktury chwytaka racował J. Felis str.
Rys. 8. Rozwiązaie kostrukcyje mechaizmu chwytaka a odstawie rzyjętego schematu kostrukcyjego racował J. Felis str. 3 odstawy modelowaia i sytezy mechaizmów - 03 Syteza mechaizmów metodą łańcucha ośrediczącego Rys. 9. Schemat ogóly sytezy struktury mechaizmu metodą łańcucha ośrediczącego Wzór a ruchliwość mechaizmu w mechaizmu moża zaisać: w w c w b w Gdzie: w c - ruchliwość człou czyego, w c - ruchliwość człou bierego, w - ruchliwość łańcucha ośrediczącego Ruchliwość łańcucha kiematyczego ośrediczącego ostateczie wyraża wzór w w w c w b w 3 5 4 w w c w b Gdzie: 5 liczba ar kiematyczych łańcucha ośrediczącego kl. 5, 4 liczba ar kiematyczych łańcucha ośrediczącego kl. 4 racował J. Felis str. 4
Jeżeli założymy: w=, w c =, w b = To otrzymamy: 3 5 4 Lub w ostaci: 3 5 4 Rozwiązaie jest w zbiorze liczb aturalych: 0, 4, 5 0 (łańcuch z arą kl.4 mechaizm krzywkowy), 4 0, 5, (łańcuch z arami kl. 5 mech. czworoboku rzegubowego), 4, 5, (łańcuch z arami kl. 4 i 5), 4, 5 3, (łańcuch z arami kl. 4 i 5) 3, 4 0, 5 5, (łańcuch z arami kl. 4 i 5) Sytezę rzerowadza się zakładając rodzaj ruchu człoów zewętrzych (czyego aędzającego i bierego wyjściowego) a astęie tworzy się wariaty tzw. łańcucha ośrediczącego, który umożliwia realizacje ostawioego zadaia. W szczególym rzyadku łańcuch ośrediczący zawiera jede czło, lub ie zawiera człoów a człoy zewętrze tworzą ze sobą arę kiematyczą klasy 4. racował J. Felis str. 5 odstawy modelowaia i sytezy mechaizmów - 03 Tablica. Wariaty łańcuchów ośrediczących owstałych w trakcie sytezy mechaizmu, którego człoy zewętrze wykoują ruch obrotowy, 0, 4 5 0,, 5 0 4,,,, 3 3, 0, 5 4 5 4 5 4 5 racował J. Felis str. 6
Tablica 3. Wariaty łańcuchów ośrediczących owstałych w trakcie sytezy mechaizmu, którego jede człoy zewętrzy wykoują ruch obrotowy a drugi ostęowy, 0, 4 5 0,, 5 0 4,,,, 3 3, 0, 5 4 5 4 5 4 5 racował J. Felis str. 7 odstawy modelowaia i sytezy mechaizmów - 03 SYNTEZA STRUKTURY MECHANIZMU ŁAŃCUCHU TWARTYM Mechaizmy o łańcuchu otwartym (stosowae w szczególości w maiulatorach robotów) są zwykle budowae orzez szeregowe łączeie człoów rzy czym ierwszy z ich staowi odstawę (ieruchomą lub ruchomą robot mobily ). Naędy takiego układu są zwykle usytuowae bezośredio w arach kiematyczych lub aęd jest rzeoszoy od odstawy za omocą mechaizmów dźwigiowych lub cięgowych. 0 3 CH 0 3 CH 0 3 CH 0 3 CH Rys. 0. Wariaty struktury łańcuchów kiematyczych mechaizmów złożoego z trzech człoów (CH-chwytak) racował J. Felis str. 8
Struktura łańcucha otwartego (tylko czło jest ołączoy z odstawą) 0 3 3 Rys.. Tory uktu człou zewętrzego łańcucha kiematyczego otwartego (maiulatora łaskiego) oruchliwości w=3, uzyskae dla różych wariatów względych rędkości kątowej człoów (SAM) racował J. Felis str. 9 odstawy modelowaia i sytezy mechaizmów - 03 Mechaizmy w iterecie www.mekaizmalar.com Literatura:.Felis J., Jaworowski., Cieślik J.: Teoria Mechaizmów i Maszy. Część. Aaliza Mechaizmów. AGH, Uczeliae Wydawictwa Naukowo-Dydaktycze, Kraków 008..Felis J., Jaworowski H.: Teoria Mechaizmów i Maszy. Część. rzykłady i zadaia. AGH, Uczeliae Wydawictwa Naukowo-Dydaktycze, Kraków 0. 4. Groowicz A., Miller S.: Mechaizmy, Metody tworzeia zbiorów rozwiązań alteratywych, Katalog schematów strukturalych i kiematyczych, ficya Wydawicza olitechiki Wrocławskiej, Wrocław 997. 6.Morecki A., derfeld J.: Teoria maszy i mechaizmów. WN, Warszawa 987. 7.Miller S.: Układy kiematycze, odstawy rojektowaia, WNT, Warszawa 988. 8.lędzki A.: odstawy Teorii Maszy i Mechaizmów. WNT, Warszawa 987. 9.SAM (Simulatio ad Aalysis of Mechaisms), ois rogramu. 0.Workig Model, ois rogramu. racował J. Felis str. 0