Қазақстан республикасының білім жəне ғылым министрлігі

15-дəріс. Параллельді манипуляторлы роботтар. Платформалы
манипуляторлы роботтар.
Соңғы уақытта робототехникада тұйықталған кинематикалық тізбекті
манипуляторларды немесе параллельді манипуляторларды қолдану тенденциясы
көп кездеседі.
Манипулятор – кинематикалық жұптармен қосылған буындардан тұратын
ашық кинематикалық тізбек болып табылады.
Манипулятордың ұшында манипуляцияланатын объектіні қарпуға қызмет
ететін ұстағыш бекітілген. Алты еркіндік дəрежесі бар манипуляторлар кең
түрде қолданыс тапқан. Əрбір дəрежеге бір модуль жауап береді. Төмендегі
түрдегі модульдер құрастырылуы біршама кең түрде таралған болып табылады:
- бұрылу модульі;
- иықтың иілу модульі;
- иық алдындағы иілу модульі;
- иық алдындағы қозғалыс модульі;
- ұстағыштың иілу модульі;
- ұстағыштың ротация модульі.
15.1 – суретте транспорттық құрылғыда бекітілген жоғарыда сипатталған
модульдерден тұратын манипулятордың сұлбалық кескіні көрсетілген.
15.1 – сурет. Робот манипуляторының модульдары

Қазіргі заманғы ғылым мен техниканың дамуы өнімділікті арттыратын
жəне адамдардың еңбегін жеңілдететін жаңа машиналар мен манипуляциялық
роботтарды құрумен тікелей байланысты.
Робот – адамның қозғалғыштық жəне интеллектуалдық функцияларын
қайталайтын қайта программаланатын автомат. Роботтың сипаттамалық
қасиетіне – қайта программалаудан басқа манипуляциялық əрекеттерді орындау,
яғни, кеңістікте берілген программа бойынша объектіні манипуляциялау
жатады.
Манипуляциялық роботтың негізгі элементі, əрі орындаушы құрылғысы –
манипулятор. Ол басқару құрылғысымен жəне ұстағыш құрылғымен
жабдықталған.
Манипулятор – қатаң жəне серпімді буындардан, берілістер мен
жетектерден тұратын, бірнеше еркіндік дəрежелері бар күрделі, басқарылатын
механизм. Манипулятор роботтың механикалық бөлігі болып табылады.
Бір еркіндік дəрежелі манипулятор автооператор деп аталынады.
Басқарылатын механизм құрлымына байланысты манипуляторлар
төмендегідей болып бөлінеді:
- тұйықталмаған кинематикалық тізбекті манипуляторлар (антропоморфті
манипуляторлар);
- тұйықталған кинематикалық тізбекті манипуляторлар (параллелді
манипуляторлар).
Антропоморфті манипулятор құрамында бір кинематикалық жұп құрайтын
буын болады. Антропоморфті манипуляторлар қозғалыс түріне байланысты
жазық жəне кеңістікті болып бөлінеді. Жазықтықты антропоморфты
манипуляторда ұстағыш жазықты қозғалыс, ал кеңістікті антропоморфті
манипуляторда – кеңістікті қозғалыс жасайды.
Антропоморфті манипуляторлардың артықшылықтары: құрылымдық
сұлбасы қарапайым жəне үлкен қызмет ету зонасы бар.
Антропоморфті 
манипуляторлардың 
кемшіліктері: құрылымының
жеткіліксіз қатаңдығы жəне басқару жүйесі күрделі.
Антропоморфтік 
манипуляторларда 
кинематикалық
сұлбаларының
қарапайымдылығына, мобильділігіне жəне қызмет көрсету зонасының үлкен
диапазонына қарамастан оларда көп кемшіліктер болады:
1. Күштік консольдық сипаттамаға байланысты буындар иілу
деформациясына ұшырайды, сондықтан олардың жүк көтергіштігі жəне
позиционерлігі күрт төмендейді.
2. Кинематиканың кері есебінің қиын шығарылуы, роботтардың
басқарылуы нақты уақыт масштабында қиындайды жəне өте қымбат
сервожетектермен жабдықталған басқару жүйелерін қажет етеді.
3. Қозғалмалы буындарда жетектер орналасуының қажеттілігі жəне сол
жетектердің массасы манипуляциялайтын объектінің массасынан үлкен
болатындығы, ПƏК – тің, тезəрекеттіліктің жəне сервис коэффициентінің қатты
төмендеуіне əкеледі.
Антропоморфтік 
манипуляторы 
бар 
роботтардың 
жобалануы
кинематиканың кері есебінің шығарылуына байланысты болса, параллельді

манипуляторы бар роботтардың жобалануы олардың құрылымы мен
геометриялық параметрлерін анықтау болып келеді. Осы себептен параллельді
манипуляторлардың анализі мен синтездеуіне қызығушылық көбейіп отыр.
Параллельді құрылымды басқарылатын механизмдердің алғашқыларының
бірі болып Стюарт платформасы табылады.
Төмендегі 15.2 – суретте Стюарт платформасының жалпы көрінісі
келтірілген.
15.2 – сурет. Стюарт платформасының жалпы көрінісі
15.3 – сурет бойынша Стюарт платформасы табаннан 1, алты
кинематикалық тізбектерден тұратын буындардан 2 жəне платформадан 3
тұрады.
1
2
3
15.3 – сурет. Стюарт платформасы

Платформалы типті SHOLKOR параллельді манипуляторы (15.4-сурет) 3-8
кинематикалық тізбектермен А
1
,B
1
,C
1
,А
2
,B
2
,C
2
түйін нүктелерде қосылатын
төменгі платформадан 1 жəне жоғары платформадан 2 тұрады. Қосылатын
кинематикалық тізбектердің соңғы нүктелердің арасын өзгертетін басқарылатын
жетегі жəне ұштарында платформамен сфералық қосылыс түзу үшін шарлы
ұштықтары бар. А
1
, А
2
түйінді нүктелерінде бір ғана қосылатын кинематикалық
тізбекте (сəйкесінше 7 жəне 4) платформамен сфералық кинематикалық жұптар
түзеді. B
1
түйіндік нүктеде сфералық қосылыстар платформамен 1 екі
кинематикалық тізбек 3,8 түзеді; B
2
нүктесінде платформамен 2 сфералық
жұптардың көмегімен 5,8 кинематикалық тізбектер қосылады. C
1
түйін
нүктесінде платформамен 1 4,5,6 кинематикалық тізбектер сфералық
кинематикалық жұптар түзеді, ал, C
2
нүктесінде – 3,6,7 кинематикалық
тізбектер. Манипулятордың жұмыс істеу принципі кеңістіктегі дененің орнын
осы денеге жататын қандай да бір түзудің жəне осы түзуде жатпайтын дененің
нүктесінің көмегімен беруге мүмкіндігіне негізделген. B
2
C
2
түзуінің қозғалысын
3,6,7 жəне 5,8 кинематикалық тізбектердің жетектерінің көмегімен келесі
тізбектелу бойынша жүзеге асыруға болады: қандай да бір берілген нүктеге C
2
нүктесі үш координаталарды – 3,6,7 кинематикалық тізбектердің ұзындығын
өзгерту 
жолымен 
жылжиды. Түзудің 
екінші 
нүктесінің 
берілген
координатасында 5,8 кинематикалық тізбектердің ұзындықтары C
1
B
2
, B
1
B
2
жəне
C
2
B
2
сфераларының радиустарының қиылысы ретінде анықталады. Түзудің
нақты орнының программалықпен бірігуінен кейін А
1
А
2
аралығы ізделінетін
нүкте А
1
А
2
түзуінің жəне цилиндрдің C
2
B
2
орталық өсімен жəне радиусымен, А
2
төбесімен жəне C
2
B
2
табанымен қысқа арақашықтыққа тең болатындай
қиылысында орналасқан шартымен анықталады.
15.4-сурет. Платформалы типті SHOLKOR параллельді манипуляторы
Действующая модель робота (рис.15.5) с принципиально новым строением
был создан в Казахском национально техническом университете в 1999г.

15.5-сурет. ҚазҰТУ роботы
15.6-сурет. ҚазҰТУ роботының сұлбасы
ҚазҰТУ роботының сұлбасы 15.6-суретте көрсетілген. Сұлбадан көрініп
тұрғанындай, роботтың манипуляторы I жəне II параллельді орналасқан екі
екіқозғалмалы кинематикалық тізбектерден тұрады. Бұл кинематикалық
тізбектер екіқозғалмалы қосылыстардың көмегімен қосылатын буынмен
қосылған. Қосылатын буында жұмыс органы орналасқан. Суретте келесі
белгілеулер енгізілген: 1 - бірінші екіқозғалмалы механизм; 2 – қосылатын буын;
3 – екінші екіқозғалмалы механизм; 4 – ілгерілемелі қозғалыстың жетекті жұбы;
5 – призмалық қосылыс. Жетекті кинематикалық жұптар, яғни, бір-біріне
қатысты басқарылатын жетектердің көмегімен орындалатын буындардың
салыстырмалы қозғалысы суретте шартты түрде боялған.
Негізгі əдебиет: 10 [54-68].

жүктеу/скачать 1,44 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: