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) 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

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 = 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

Manipulatory równoległe Ogólne własności manipulatorów równoległych: - duża sztywność układu, - duża dokładność realizowanych ruchów, - duża nośność, - mała masa członów ruchomych, - platforma może poruszać się ze znacznymi prędkościami i przyspieszeniami, - napędy są umieszczone przy podstawie, - stosunkowo mała strefa robocza - występowanie położeń osobliwych członów, Zastosowanie: - wyspecjalizowane obrabiarki, - manipulatory montażowe, - manipulatory pakujące, - manipulatory pomiarowe, - układy pozycjonujące, - symulatory ruchu - inne.

Pathfinders Hexvantage ABB IRB 940

Politechnika Wrocławska I-16 MR 3R6C

ABB IRB 340

ABB IRB 940 Tricept

FANUC F200