Пояснити процес регулювання руху машини за допомогою маховика

5. Що називається регулятором швидкості? Принцип його дії.

Лекція “№40

Тема: “Промислові роботи та маніпулятори”

План

1. Промислові роботи та маніпулятори. Загальна схема рóбота.

2. Класифікація маніпуляторів.

3. Блок-схеми автоматичного керування.

1. Промислові роботи та маніпулятори. Загальна схема рóбота

Досягненням сучасних технологічних систем є промислові роботи – автономні машини-автомати, які мають універсальні виконавчі органи у вигляді механічних “рук”, рухами яких автоматично керують універсальні пристрої. У цих машинах гармонічно поєднуються високі показники точності, швидкодії, потужності, надійності, компактності з інтелектуальними достоїнствами, обумовленими сучасним рівнем техніки автоматичного керування. Сюди відносяться великий обсяг пам’яті, що забезпечує велику кількість можливих програм дій; зручність зміни програми; здатність контролювати правильність своїх дій; адаптивність; здатність реагувати на зміни зовнішнього середовища; здатність до самоосвіти й до оптимальних дій.

Маніпулятором називають технічний пристрій, призначений для відтворення робочих функцій рук людини.

Роботами називають маніпулятори, які мають органи переміщення і системи автоматичного керування.

Загальна схема промислового робота, оснащеного автоматичною системою цифрового програмного керування або керованого універсальною ЕОМ, показана на рис.1. Промисловий робот зазвичай наділений 4-6 ступенями вільності, тобто забезпечує переміщення робочого органу по 4-6 координатах. На схемі зображений промисловий робот, корпус 1 якого переміщається по колії. Вертикальна колона 2, яка несе на собі “руку” 3, може повертатися в горизонталь-ній площині на кут 2b. “Рука” 3 може повертатися у вертикальній площині на кут 2α₁ і навколо осі Х на кут g, переміщатися вниз-вгору на відстань Н і висовуватись вперед-назад на відстань L. Схоплювач 4 може повертатись на кут 2α₂ і здійснювати замикання-розмикання губок.

Промислові роботи зазвичай мають автономну систему керування або керування за схемою прямого керування ЕОМ–ЧПУ.

2. Класифікація маніпуляторів

Серед широкого спектру маніпуляторів слід виділити маніпулятори, керовані біострумами, ідея яких покладена в основу конструкції активного протезу руки, розробленого групою вчених та інженерів під керівництвом О.Є. Кобринського.

На рис.2 зображений електрогідравлічний біострумний маніпулятор. Від струмознімача 1 (накладних електродів, розміщених у браслеті в області м’язів) біоелектричний сигнал через посилювач 2 (який має автономні блоки живлення 10) поступає в електрогідравлічні золотники 3, наділені голками 8, які забезпечують подачу масла в гідроциліндр 6 від гідромотора 5, що приводиться в рух електродвигуном 4, або злив масла в резервуар 9. Залежно від того, в яку порожнину гідроциліндра 6 поступає рідина, пальці кисті 7 замикаються або розпрямляються.

У протезах з біоелектричним керуванням за привід руху великого пальця і блоку решти чотирьох пальців використовується мініатюрний електродвигун, керований двома незалежними біоелектричними сигналами: один для керування схопленням, інший – для керуванням розкриттям.

Широке розповсюдження, особливо при маніпулюванні різними шкідливими для людини речовинами, отримали копіювальні маніпулятори (рис.3).

Рис.3

Переміщення каретки маніпулятора здійснюється за допомогою керувальних імпульсів з кнопкового пульту станції керування 1. Всі рухи “рукою” 2 маніпулятора здійснюються за допомогою керуючої “руки” 3, яка встановлена на станції керування. Рухи керуючої “руки” 3, виконувані людиною, за допомогою спостережної системи відтворюються “рукою” 2 маніпулятора. При цьому зусилля, що розвиває маніпулятор, можуть значно перевищувати зусилля людини.

Маніпулятори, як стаціонарні, так і ті, що можуть переміщатись по суші, у воді, в повітрі або в безповітряному просторі мають широкі перспективи використання у процесі освоєння морських глибин, космосу, при маніпулюванні громіздкими об’єктами (деревами, крупногабаритними елементами машинобудівельних і будівельних конструкцій тощо).

Залежно від типу зв’язку між керуючими і виконавчими механізмами копіювальні маніпулятори можуть бути поділені на такі групи.

Маніпулятори з механічним (кінематичним) зв’язком. Механічні копіювальні маніпулятори були пристроями, які почали використовуватись у шкідливих для життєдіяльності людини зонах. У цих маніпуляторах керуючий і виконавчий механізми зв’язані механічними передачами: зубчатими, тросово-стрічковими та іншими. Механічні передачі є реверсивними і мають високий к.к.д., у результаті чого на задаючій “руці” досить точно відображаються зусилля, які прикладаються до виконавчої.

Маніпулятори з магнітним приводом. Маніпулятори такого типу широко застосовуються особливо в тих випадках, коли необхідно забезпечити абсолютну герметизацію об’єму камер (роботи в зонах великого тиску, глибокого вакууму тощо). Як приводи в них використовуються муфти на магнітах, які дозволяють передавати рухи через “глуху” стінку, без отворів під передаточні механізми.

Сервоманіпулятори. Це назва закріпилась за копіювальними маніпуляторами, в яких керуючий і виконавчий механізми, розміщені дистанційно, зв’язані системами керування особливого виду – оборотними спостережними системами (ОСС). ОСС забезпечують однозначну відповідність по положенню між органами, які задають рух, та виконавчими органами. Кількість ОСС дорівнює кількості ступенів вільності маніпулятора.

Маніпулятори з кнопковим керуванням. Вони складаються, по суті, з виконавчого органу, який оснащений силовими приводами (електричними, гідравлічними або пневматичними) і зв’язаний з пультом керування електрокабелем. Кількість ступенів вільності цих маніпуляторів досягає 9-10.

Маніпулятори з автоматичним керуванням. Ці маніпулятори поділяються на два типи:

1. Маніпулятори з жорсткою програмою дій, які відтворюють певну сукупність рухів, передбачених програмою.

2. Маніпулятори, в яких операції рухів визначаються ЕОМ на основі інформації про зовнішнє середовище.

Перспективи розвитку промислових роботів і маніпуляторів пов’язані з наданням їх здатності відчувати, чути, бачити, оцінювати дистанцію, вміти розпізнати образи, реагувати на теплові та електромагнітні випромінювання широкого діапазону.