Мехатроника 1 Бөлім mechatronics

47
Механизмнің құрылымдық схемасы оның функционалдық түрленді-
рулеріне әсер етпейтін, бірақ механизмнің жұмыс сапасына әсер ететін 
артық буындар мен кинематикалық жұптарға ие болуы мүмкін. Мұндай 
механизм конструктивтік артық. Құрастыру кезінде де оны азайтуға 
ұмтылу қажет.
Осылайша, механизмнің қозғалу дәрежелерінің саны тәуелділік бой-
ынша анықтау (2.6) [8]:
(2.6)
мұнда 
Zj
– 
j
-тұйық контурдың артық буындарының саны, 
Pi
– барлық механизмнің 
i
– сыныпты жұп саны. Механизмнің қозғалу 
дәрежелерінің саны басқарылатын жалпы координаттардың қандай санын 
көрсету керектігін, механизмді басқарылатын қозғалысқа келтіретінін 
көрсетеді.
(2.3) және (2.6) формулалар кеңістіктік, сондай-ақ жазық тұйық меха-
низмдер үшін, сондай-ақ жергілікті тұйық контуры бар тұйықталмаған 
иінтіректі механизмдер үшін қолданылады.Артық буындары бар жазық 
механизмдердің қозғалыс дәрежелерінің санын мына формула бойынша 
анықтауға болады:
(2.7)
мұндағы 4 саны жоғары кинематикалық жұптарға жатады (2-ші және
1-ші сыныптар) 5 саны төмен кинематикалық жұптарға (5-ші, 4-ші және 
3-ші сыныптар).
Сурет 2.1 – Роботтың тартпа құрылғыларының механизмі

48
 
 

Роботтың тартпа құрылғысының механизміне құрылымдық тал-
дау жүргіземіз (сурет. 2.1, а). Механизм 1 жұдырықшадан, 2 және 3 екі 
роликтен, 4 және 5 шығу буындарынан және олармен қатты бекітілген 6 
және 7 жұмыс элементтерінен тұрады. Жұдырықшаны ауыстыру кезінде 
1 роликтер 2 және 3 сол бойынша домалайды және 4 және 5 шығу буын-
дары 6 және 7 жұмыс элементтерімен бірге бұрылады.
Осылайша, механизм бес жылжымалы буыннан, бесінші класты бес 
жұптан және екінші класты екі жұптан тұрады.
Тұйықталған контурлар санын анықтаймыз:
(2.8) 
Артық контур байланыстарының санын есептейміз:
бірінші контурдың A
5
B
2
C
5
D
5
(2.9)
екінші контурдың 
A
5
В
2
’
,
C
5
’D
5
’
S2 = 3 — (4 — 2) ×1 = 1.
Әр тұйықталған контурдың артық звеноларының санын табамыз. 
Мұндай элементтер 2 және 3 роликтері болып табылады, себебі олар 
жұмыс элементтерінің қозғалысына ешқандай әсер етпейді. Олар тек 
үйкеліс үйкелісін тербелуге ауыстырады, яғни жұдырық пен итергіштің 
өзара іс-қимыл процесін жақсартады.
Механизмнің қозғалу дәрежелерінің санын есептейміз:
немесе жазық механизмдер формуласы бойынша:
Осылайша, роботтың басып алу құрылғысының механизмі А5 
қозғалмалылығының бір дәрежесінен, бесінші класты 
С
5
, С
5
’ D
5
, D
5
’
төрт кинематикалық жұптардан және екінші класты В
2
және В
2
’ екі 
кинематикалық жұптардан тұрады. Оны қозғалысқа келтіру үшін бір 
сызықтық басқарылатын жалпылама координатаны орнату қажет, яғни А
5
жұпындағы сызықтық қозғалыстың бір жетегін орнату қажет. Схемадан 
артық буындарды алып тастаймыз (сурет. 2.1, б).

49
Бұл жағдайда жылжымалы буындар үш, бесінші сынып жұбы – үш, 
екінші сынып жұбы – екі, артық буындар – нөл болады. Тұйық контурлар 
саны:
К = 5 — 3 = 2.
Артық контурлық байланыстар саны:
S
1
= 3 — (4 — 2)×1 = 1;
S
2
= 3 — ( 4 — 2 )×l = l.
Механизмнің қозғалу дәрежелерінің саны:
W= 6×3 — 2×2 — 5×3 + 1 + 1 = 1.
Артық байланыстарды жою үшін кейбір кинематикалық жұптардың 
класын төмендету қажет. Екінші класты В
2
және В
2
’ цилиндрлік 
жұптарды бірінші класты 
B
1
және B
1
’
сфералық жұптарына ауыстырамыз
(сурет. 2.1, в).
Бұл жағдайда схема негізгі құрылымдық схемаға айналады.
Тұйық контурлар саны бұрынғыша қалады. Артық контурлық байла-
ныстар саны:
S
1
= 3 — ( 4 — 1 )×1 = 0;
$
2
= 3 — (4 — 1)×1 = 0.
Механизмнің қозғалу дәрежелерінің саны:
W = 6×3 — 1×2— 5×3 = 1.
Демек, жұмыс элементтерінің басқарылатын қозғалысын жүзеге асыру 
үшін бір басқарылатын жалпылама координатаны -1 жұдырықшаның 
сызықтық орнын ауыстыру, яғни бір жетекті орнату қажет. 2 және 3 
роликтерін сақтауға болады, олардың сфералық пішінін, яғни В
2
және В
2
’ 
жұптарын орындауға болады (сур. 2.1, а) В
1
және B
1
’ жұптарына ауыстыру 
(сурет. 2.1, г). Сонда артық контур саны болады:
бірінші контурдың A
5
B
1
C
5
D
5
S
1
= 3 — (4 — 1)×1 = 0;
екінші контурдың As’Bi’Cs’Ds’
$
2 = 3 — ( 4 — 1 )×1 = 0.
Қозғалыс дәрежелерінің саны
W = 6×5 — 1×2 — 5×5 — 2 = 1.
Осылайша, 1 жұдырықтың 4 және 5 шығу буындарымен өзара 
іс-қимыл сапасы артады, бірақ схема негізгі емес, яғни екі қосымша буын 
бар – 2 және 3 роликтері. Механизмді басқарылатын қозғалысқа келтіру 
үшін бір басқарылатын жалпылама координатаны – 1 жұдырықшаның 
сызықтық орнын ауыстыру қажет.
2.2 суретте
үш жылжымалы буыннан, екінші класты бір кинемати-
калық жұптан және бесінші класты үш кинематикалық жұптан тұратын 
Робот қылқаламының мехатронды модулі ұсынылған. Модульдің тұйық 
контурларының саны:

50
 
 

Сурет 2.2 – Робот қылқаламының мехатрондық модулі
К = 4 – 3 = 1.
Артық контурлық байланыстар саны:
$ = 3 – (4 – 2)×1 = 1.
Қозғалыс дәрежелерінің саны:
W = 6×3 – 2×1 – 5×3 + 1 = 2.
Артық байланыстарды жою үшін екінші класты С2 кинематикалық 
жұбын бірінші класты С1 кинематикалық жұбына ауыстыру қажет.Сонда 
механизмнің артық контурлық байланыстарының саны тең болады:
S = 3 – (4 – 1 ) = 0;
Мехатрондық модульдің қозғалу дәрежелерінің саны өзгерген жоқ:
W = 6×3 – 1×1 – 5×3 = 2
Осылайша, артық контурлық байланыстар мен артық қозғалыстарды 
жою көпварианттық процесс болып табылады. Механикалық модуль-
дердің механизмдерін құрылымдық талдау әдістемесі кинематикалық 
жұптар мен құрылымдық және кинематикалық схемаларда қозғалу 
дәрежесін кинематикалық будың қайда орналасқанын, ал жерде-қозғалу 
дәрежесін оңай ажырататындай етіп бейнелеуге мүмкіндік береді. Ол 
механизмнің әрбір тұйық контурының артық байланыстары мен артық 
қозғалғыштарының санын, сондай-ақ барлық механизмнің жылжымалы 
дәрежелерінің санын анықтауға мүмкіндік береді, бұл олардың жұмыс 
істеуінің жоғары сапасын қамтамасыз ететін ұтымды механизмдерді 
жобалауға мүмкіндік береді.

жүктеу/скачать 11,25 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: