Мехатроника 1 Бөлім mechatronics
2.2 Мехатрондық модульдер механизмінің құрылымы
жүктеу/скачать 11,25 Mb. Pdf көрінісі
|
Мехатроника 1 том Баймухамедов М.Ф., Джаманбалин Қ.Қ.,Ақгул м.К.
| 41
2.2 Мехатрондық модульдер механизмінің құрылымы Адамның физикалық және ақыл-ой еңбегін ауыстыру немесе жеңілдету мақсатында энергияны, материалдар мен ақпаратты түрлендіру үшін механикалық қозғалыстарды жүзеге асыратын құрылғылардың алуан түрлілігі бар. Бұл құрылғылар әртүрлі компоненттерді қамтиды: механикалық, электротехникалық, электрондық және ақпараттық. Меха- никалық компоненттер механизмдер болып табылады [8]. Механизм – қозғалыс функциясын жүзеге асыратын, яғни жүйенің бір немесе бірнеше қатты денелерінің қозғалысын басқа денелердің талап етілетін қозғалыстарына түрлендіруді жүзеге асыратын қатты дене- лер байланыстарының әртүрлі түрлерімен өзара қозғалмалы байланысу жүйесі. Механизмнің буыны конструктивті түрде өзара салыстырмалы қозғалысы жоқ бірнеше бөлшектерден тұруы мүмкін. Қозғалмайтын буын негіз (тұрақты) деп аталады. Механизммен басқа буындардың талап етілетін қозғалыстарына түрлендірілетін қозғалысты хабарлайтын буын кіру деп аталады. Кіріс буындардың ең көп саны басқарылатын жалпыланған координаттардың санына немесе механизмнің қозғалу дәрежелерінің санына тең. Механизмді орындау үшін қозғалысты жасай- тын буын шығу деп аталады. Кіріс және шығыс буындары арасындағы буындар аралық деп аталады. Байланыс деп кинематикалық жұптарды айтады. Кинематикалық жұп (КЖ) – екі жанасатын буындарды қосу – олардың салыстырмалы қозғалысы. Әр кинематикалық жұп белгілі бір қозғалыспен береді. Кинематикалық жұптар белсенді және пассивті болып бөлінеді. Пассивті кинематикалық жұп (бұдан әрі-кинематикалық жұп) – жұптың бір буынының екіншісіне қатысты берілген басқарылатын қозғалысын жүзеге асыруға мүмкіндік бермейтін екі буынның қосылуы. Кинематикалық жұптың басқа буынымен жанасу (байланыс) кіретін беттердің, сызықтардың және буын нүктелерінің жиынтығы жұп элементі деп аталады. Жұп элементтері тұрақты жанасу үшін жұп геометриялық (жұптың конструктивтік формасы есебінен) немесе күштік (ауырлық күші, серіппесі, сұйықтық немесе газ қысымының күші және т.б.) тәсіл- мен тұйықталуы тиіс. Кинематикалық жұптар буындардың бесінші, төртінші, үшінші, екінші және бірінші сыныптардағы кинематикалық жұптарға салыстыр- малы қозғалуына салынатын байланыстар (шектеулер) саны бойынша жіктеледі (кесте 2.1) [8]. 42 Кесте 2.1 Кинематикалық жұптар мен қозғалыс дәрежесінің классификациясы Түйісу сипаты бойынша оларды төменге бөледі, егер буындардың элементтері тек үстіңгі жағынан жанаса және егер буындардың элементтері желілер немесе нүктелер бойынша жанаса жоғары болып табылады. Бұл ретте сызықтық немесе нүктелік байланыс бастапқы ретінде қабылданады-буындардың күшсіз қосылу, – ал жоғарғы бу түзетін будың жүктемесі астында контактінің дақтары деп аталатын кейбір нақты бет бойынша жанасатын болады. Төмен кинематикалық будың артықшылығы жоғарғымен салыс- тырғанда-үлкен күштерді беру мүмкіндігі, өйткені төменгі будың жана- сатын буындарының байланыс беті өте маңызды болуы мүмкін. Жоғары буды қолдану үйкелуді азайтуға (мысалы, шарикоподшипник) және 43 жоғарғы бу түзетін буға белгілі бір форманы беру арқылы шығатын будың қажетті, әртүрлі қозғалыс заңдарын алуға мүмкіндік береді. Кинематикалық жұптар көбінесе мехатрондық модульдің жұмыс қабілеттілігі мен сенімділігін анықтайды,өйткені олар арқылы күш- жігер бір буыннан екіншісіне беріледі, салыстырмалы қозғалыс сал- дарынан үйкеліс туындайды, бу элементтері кернеулі күйде және тозу процесінде болады. Белсенді кинематикалық бу жұптардың бір буынына басқарылатын жалпыланған координаттарды хабарлауға рұқсат етеді. Мұндай кинематикалық жұптар қозғалу дәрежелері деп аталады. Қозғалыс дәрежесі (ҚД) – екі буынды қосу, олардың біріне басқарылатын жалпылама координатқа хабарлау. Қозғалу дәрежесі буынның қозғалысын хабарлайтын жетекті қамтиды. Егер қозғалу дәрежесі механизмнің функционалдық өзгерісіне әсер етпесе, онда оны артық деп атайды. Артық қозғалу дәрежесі-басқарылатын жалпылама басқару қозғалысына келтіруге арналған және механизмнің функционалдық қозғалыстарына әсер етпейтін координатасы. Егер қозғалу дәрежесі механизмнің қосымша функционалдық түрлендірулерін шақырса, онда оны қосымша деп атайды. Қосымша қозғалу дәрежесі-механизмге қосымша функционалдық мүмкіндіктер (қозғалыстар) беруге арналған басқарылатын жалпы- лама координат. Мысалы, атқарушы механизмде роботтың қосымша қозғалыс дәрежелерінің болуы оған кедергілерді айналып өтуге, тар ұзын кеңістіктерге және т. б. енуге мүмкіндік береді. Кинематикалық булар мен қозғалу дәрежелерінің әртүрлі физикалық мәні бар екенін ескеру қажет. Сондықтан қозғалу дәрежесі графикалық түрде кинематикалық жұптардан өзгеше бейнеленеді, бірақ оларға жақын шартты графикалық бейнелер (кесте 2.1). «Қозғалу дәрежесі» және «еркіндік дәрежесі» ұғымдарын жиі шата- стыратынын атап өткен жөн. Механизмнің қозғалу дәрежесі- бұл басқару жалпыланған координат. Дене бостандығының дәрежесі-оның негізіне тәуелді болуы мүмкін қозғалысы. Кеңістіктегі дененің еркіндіктің алты дәрежесінен артық болуы мүмкін емес, ал механизмнің қозғалу дәрежелерінің саны шектелмеген. Мысалы, кеңістікте қозғалатын роботтың атқарушы құрылғысының жұмыс органында бекітілген денесі алты-дан артық еркіндік дәрежелері бола алмайды, ал атқарушы меха- низм алты-дан артық қозғалу дәрежелері болуы мүмкін. Осылайша, берілген еркіндік дәрежелері бар кеңістікте қатты дененің қозғалысын іске асыру үшін механизмнің қозғалу дәрежелерінің саны дененің еркіндік дәрежелерінің санына тең немесе одан көп болуы 44 тиіс. Егер бірнеше буындар бір-бірімен тек кинематикалық жұптармен біріктірілсе, онда кинематикалық тізбекті (КТ) аламыз. Бір немесе бірнеше буындарға қатысты мұндай кинематикалық тізбек жылжымайтын болады. Оны қозғалысқа келтіру үшін бір немесе бірнеше кинематикалық жұптарды қозғалу дәрежесіне ауыстыру және оларға жиынтық коорди- наттарды – механизмнің тірекке қатысты барлық буындарының жағдайын анықтайтын тәуелсіз басқарылатын айнымалыларды қою қажет. Табаннан (тіреулерден), жылжымалы буындардан, қозғалыс дәреже- лерінен және кинематикалық жұптардан тұратын кинематикалық тізбек олардың түрі мен өзара орналасуын көрсете отырып механизмнің құрылымдық схемасын білдіреді. Тек тіреулерден, жылжымалы буындар мен қозғалу дәрежелерінен (мысалы, роботтардың атқарушы тетіктері) тұратын механизмдер бар. Егер құрылымдық схемада буындардың геометриялық параметрлері (көп жағдайда ұзындық) көрсетілсе, онда мұндай схеманы кинематикалық деп атайды. Жылжымалы буындардың, кинематикалық жұптардың ең аз санын және жылжымалы дәрежелерін қамтитын механизмнің құрылымдық сұлбасы, олардың түрі мен өзара орналасуын көрсете отырып, шығу буынының талап етілетін функционалдық қозғалысын іске асыру үшін қажетті және артық контурлық байланыстары мен артық қозғалыстары жоқ негізгі құрылымдық схема деп аталады. жүктеу/скачать 11,25 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|