|
|
Под степенями подвижности
манипулятора (или степенями свободы) понимают обобщенные координаты,
определяющие положение в пространстве звеньев манипулятора. Число степеней
подвижности, т.е. сумма возможных координатных движений рабочего органа или
объекта манипулирования относительно опорной системы, является одной из
важнейших характеристик манипулятора, определяющих форму его рабочей зоны и
эффективность маневрирования рабочего органа в этой зоне.
Рассмотренный манипулятор (), структурная схема которого
представлена на 4.3, имеет пять подвижных звеньев (1, 2, 3, 4, 5 ) и пять
кинематических пар пятого класса (0, 1, 2, 3, 4, - на рисунке в кружочках),
следовательно, число его степеней подвижности по полной формуле
Сомова-Малышева
Как отмечено в 3.3.1, степени подвижности манипулятора в
зависимости от назначения и характера движений разделяют на переносные,
ориентирующие и координатные. Переносные, или региональные, степени
подвижности МС обеспечивают перемещение рабочего органа или объекта
манипулирования в заданное место рабочей зоны; ориентирующие, или локальные,
- их ориентацию; координатные, или глобальные, - перемещение рабочего органа
или объекта манипулирования за пределы рабочей зоны перемещением самого
робота. Так, для манипулятора, изображенного на 4.2, степени подвижности, за
счет которых совершаются движения колонны 1, каретки 2 и "руки" 3,
относятся к переносным, а степени подвижности, реализуемые при движении
звеньев 4 и 5, - к ориентирующим. Если основание 0 этого манипулятора
выполнить подвижным, например, в направлении одной или двух горизонтальных
осей, то соответственно появится 1 или 2 дополнительные координатные степени
подвижности, что значительно
расширяет рабочее пространство робота при сохранении
размеров звеньев его манипуляционной системы.
Число степеней подвижности манипулятора, т.е. суммарное
количество переносных, ориентирующих, и координатных степеней подвижности,
позволяет судить о технологических возможностях робота, его универсальности,
конструктивной сложности и др. Для обслуживания объемной рабочей зоны
манипулятор должен иметь не менее трех степеней подвижности ( 4.5); при двух
степенях объемная рабочая зона вырождается в поверхностную (плоскую,
цилиндрическую или сферическую), при одной-в линейную (в виде прямой или дуги
окружности).
Любой манипулятор должен иметь не менее одной переносной
степени подвижности; ориентирующие и координатные степени подвижности могут
отсутствовать. Большинство моделей манипуляторов имеют по две-три переносных
и по одной-две ориентирующих степеней подвижности. Последние обеспечивают
вращательные движения рабочего органа относительно продольной оси
"руки" (ротацию) и относительно оси, перпендикулярной к продольной
(сгибание).
Увеличение числа степеней подвижности усложняет
манипулятор и его управляющую систему, но улучшает технологические
возможности робота, его универсальность, повышает маневренность манипулятора.
|