Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Федеральне державне бюджетне освітня установа
ВИЩОЇ ОСВІТИ
«Санкт-Петербурзький державний університет технології та дизайну»
Кафедра машинознавства
Контрольна робота
з дисципліни робототехнічні системи та КОМПЛЕКСИ
Санкт-Петербург
2014
Завдання №1. Пристрій і принцип роботи збалансованих маніпуляторів з ручним керуванням
Порівняно прості і надійні робототехнічні системи на базі збалансованих маніпуляторів з ручним керуванням отримали широке поширення для механізації важких робіт в різних галузях машинобудування, зокрема, для завантаження і вивантаження важких заготовок і виробів (з масою в десятки і сотні кілограмів) при їх обробці на верстатах та інших установках, а також для механізації операцій складання та ін.
Загальною конструктивною особливістю (див. рис. 1.1 [8]) збалансованих маніпуляторів є урівноваження мас важелів руки за допомогою спеціальних пружинних пристроїв і наявність одного приводного двигуна. Такі маніпулятори управляються рукояткою, розташованою на його кінцевому ланці, яке пристосоване також для швидкої зміни приєднуваних до нього спеціалізованих захватних пристроїв.
При повороті керуючої рукоятки в одну сторону вантаж піднімається, при повороті в інший - опускається. Чим більше кут повороту керуючої рукоятки, тим вище швидкість підйому або опускання вантажу. При звільненні рукоятки вона повертається в нейтральне положення, маніпулятор в цей момент автоматично зупиняється, піднятий вантаж залишається нерухомим. Зусиллям оператора весь маніпулятор легко повертається навколо вертикальної осі, завдяки чому досягається можливість позиціонувати вантаж в будь-якій точці робочого простору.
У конструкції передбачені пристрої, що оберігають систему від перевантаження, перекидання і падіння вантажу при відключенні електромережі або відмовах. Джерелом енергії служить двигун, що автоматично включається при наявності вертикальної складової зусилля, яке оператор прикладає до керуючої рукоятці. Простота і зручність керування подібними підсилювачами м'язової сили оператора обумовлюють їх широке розповсюдження в різних галузях.
Рис.1.1. Конструкція стаціонарного збалансованого маніпулятора НВ - 75: а - зовнішній вигляд; б - вузол керування з лицьового боку; в - вузол ручного управління із зворотного боку; 1 - опорна плита; 2 - гак для підвіски вантажу; 3 - пульт управління; 4 - вузол повороту гака; 5 - «передпліччя руки»; 6 - верхня ланка параллелограммного механізму («плече»); 7 - пружина уравновешивающего механізму; 8 - нижня ланка параллелограммного механізму; 9 - вузол приводу; 10 - шафа системи управління; 11 - вузол розвороту корпусу; 12 - стійка; 13 - настановна опора; 14 - кнопка управління підйомом вантажу; 15 - вимикач джерела живлення; 16 - кнопка управління опусканням вантажу; 17, 19 - кнопки управління системою балансування; 18 - індикаторна лампа балансування
Універсальність маніпуляторів оцінюється числом ступенів рухливості, що визначають їх рухові можливості, тому в конструкціях маніпуляторів передбачається їх можливість згинатися в «плечі», «лікті» і «кисті», обертатися навколо різних осей, рухати «фалангами пальців ». Цим забезпечується маневреність маніпуляторів, їх більш проста приспосабливаемость до різних робіт.
Для передачі руху використовуються такі поширеніший деталі, як зубчасті колеса, шківи, ??рейки і т. п., які з'єднуються в ланки і кінематичні пари.
Маніпулятори, ланки яких утворюють обертальні пари, можуть бути шарнірно-важільними, поступально-телескопічними. Сполучення цих елементів і послідовність їх з'єднання визначають, яким чином здійснюється переміщення заготовки або робочого інструменту, що знаходиться у захопленні маніпулятора, в будь-яку точку робочого простору.
Кінематична схема кожного маніпулятора характеризується типом, числом ступенів рухливості, розмірами, способом з'єднання ланок. Кращим для конкретних умов вважається маніпулятор, що забезпечує виконання даної операції при найменшому числі рухів.
У нових конструкціях маніпуляторів переміщення вантажу або робочого інструмента в потрібну точку простору може проводитися не тільки за допомогою гаків, але і за допомогою спеціальних захватних пристроїв, що прикріплюються до останнього ланці маніпулятора. При цьому конструкція захватного пристрою і захоплюючі ...
