Рисунок 1. Структурная схема манипулятора промышленного робота.
Требуется: на схеме пространственного механизма манипулятора указать направления движения звеньев и определить:
- классы кинематических пар (КП);
- число степеней свободы механизма;
- маневренность манипулятора.
Решение
Оцифруем звенья исходной схемы и латинскими буквами обозначим кинематические пары.
1. Анализ схемы манипулятора
Выходное звено 6 (схват), которое со стойкой 0 не образует кинематических пар, следовательно, схема рассматриваемого механизма является незамкнутой пространственной кинематической цепью. Подвижность (число степеней свободы) определяется по формуле Сомова–Малышева для пространственных механизмов:
W = 6n -5p5 - 4p4 - 3p3 - 2p2 - p1, (1), здесь n – число подвижных звеньев, кинематические пары: р5 – 5 класса, р4 – 4 класса, р3 – 3 класса, р2 – 2 класса и р1 – 1 класса.
Для определения значений коэффициентов p1, p2, p3, p4 и p5 выявим все кинематические пары, входящие в состав схемы механизма промышленного манипулятора
. Результаты исследования заносим в табл.1
Таблица 1
№, п/п Номера звеньев /название
Схема Класс/подвижность Вид контакта/ замыкание
1
0 - неподвижная стойка
---
0
2 0 -1/врашательная
5/1 Поверхность
(низшая)/геометрическое
3
1-2/вращательная
5/1 Поверхность
(низшая)/геометрическое
4
2-3/ поступательная
5/1
Поверхность
(низшая)/геометрическое
5
3-4/ вращательная
5/1
Поверхность
(низшая)/геометрическое
6
4-5/ вращательная
5/1
Поверхность
(низшая)/геометрическое
7
5-6/ сферическая
3/3
Поверхность
(низшая)/геометрическое
Из анализа данных табл.1 следует, что исследуемая схема механизма манипулятора промышленного робота представляет собой разомкнутую пространственную кинематическую цепь, состоящую из шести подвижных звеньев, которые образуют между собой пять пар пятого класса: А, В,С, D и Е, одну сферическую пару третьего класса F, следовательно:
p5 = 5, p4 = 0, p3 = 1, p2 = 0, p1 = 0