Sprawozdanie

Elementy Wykonawcze Robotów

Projekt wykonania chwytaka manipulatora

Grupa 26

Michał Grudziński

1. Omówienie tematu projektu.



Zadanie polega na zaprojektowaniu chwytaka manipulatora według schematu.

Zadaniem zaprojektowanego manipulatora w procesie transportu jest:

 uchwycenie obiektu w położeniu początkowym,
 utrzymanie obiektu podczas transportu,
 uwolnienie obiektu w punkcie docelowym.



Schemat projektu:



Przedmiotem, który posłuży mi jako model jest walec. Jego wymiary zostały
określone na podstawie następującego wzorca, polegającego na przypisaniu każdej
literze alfabetu odpowiedniego wymiaru w milimetrach.

A- 1; Ą- 2; B- 3; C- 4; Ć- 5; D- 6; E- 7; Ę- 8; F- 9; G- 10; H- 11; I- 12; J- 13; K- 14;

L- 15; Ł- 16; M- 17; N- 18; Ń- 19; O- 20; Ó- 21; P- 22; Q- 23; R- 24; S- 25; Ś- 26;
T- 27; U-28; V- 29; W- 30; X- 31; Y- 32; Z- 33; Ź- 34; Ż- 35;

Następnie w celu otrzymania wysokości i średnicy podstawy walca zsumowałem

liczby odpowiadające literom moich imion oraz nazwiska, tak aby imiona utworzyły
wymiar średnicy podstawy, natomiast nazwisko wymiar wysokości.

 M+I+C+H+A+Ł = 17+12+4+11+1+16 = 62 mm
 A+R+T+U+R = 1+24+27+28+24 = 104 mm
 G+R+U+D+Z+I+Ń+S+K+I = 10+24+28+6+33+12+19+25+14+12 = 183 mm



Ostateczne wymiary obiektu:

 Promień podstawy wynosi: 83 mm +- 10%
 Wysokość walca: 183 mm +- 10%

 Zakres promienia podstawy: 74,7 – 91,3 mm
 Zakres wysokości: 164,7 – 201,3 mm
 Waga dla zadanych wymiarów: Stal - 3,1 kg

2. Analiza ruchliwości schematu oraz określenie wymiarów

poszczególnych elementów chwytaka



Schemat kinemtayczny w pozycji otwartej i zamknięt

y:



Analiza ruchliwości:

 schemat składa się z 5 członów oraz 7 par kinematycznych klasy 5, dlatego

zgodnie ze wzorem: w = 3*n - p4 - 2*p5, ruchliwość wynosi:

 w =3*5 - 0 - 2*7 = 1
 ruchliwość układu równa 1 oznacza, iż do jego napędzenia wystarczy jedno

źródło napędu



Określenie długości

 Element 1 - 108 mm

 Element 2 - 30 mm

 Element 3 - 200 mm

 Element 4 - 215 mm

 Element 5 - 141 mm

 Element 6 - 200 mm

3. Charakterystyki przemieszczeniowe



Warunki początkowe:



Charakterystyka zależności przemieszczenia części chwytającej w zależności od
przemieszczenia członu napędzającego stworzona w programie SAM:

4. Charakterystyka prędkościow



Charakterystyka zależności prędkości elementu chwytającego w zależności od
przemieszczenia członu napędzającego stworzona w programie SAM:

5. Określenie siły chwytu



Do obliczenia siły chwytu korzystam z następujących zależności:



Wyliczono następujące wartości:

 d = od 149.4 do 182.6 mm
 Q = 30.5 N
 µ = 0.20 (przy zastosowaniu wkładki poliestrowej)
 n = 2
 2ϒ = 136°

 Fch > 141,4 N
 e > 36,9 mm

6. Dobranie odpowiedniego siłownika



Określenie siły na tłoczysku siłownika:

 Aby określić siłę na siłowniku (F) konieczne jest wyliczenie siły R

1

’, która co

do wartości równa jest sile R

1

 Siłę R

1

rozwiązując następujące równania:

R

2x

– R

1x

= 0

R

2y

– R

1y

+ F

ch

= 0

 R

1

= 786,22 N

 R

1x

= R

1

cos 45° = 555,94 N

 F = 2 * R

1x

= 1112 N



Na podstawie wyliczeń dobrałem: Siłownik kompaktowy ADN-63-40-A-P-A z oferty
firmy Festo



Karta parametrowa siłownika:

7. Model 3D złożenia oraz poszczególnych elementów.



Złożenie w pozycji otwartej:



Złożenie w pozycji zamkniętej:



Część chwytająca:



Łącznik



Element tłoczyska

8. Analiza MES elementów chwytaka:



Część chwytająca:



Naprężenia zredukowane według Misesa:



Oznaczenie miejsc, w których współczynnik bezpieczeństwa jest mniejszy niż 2:



Łącznik:



Naprężenia zredukowane według Misesa:



Oznaczenie miejsc, w których współczynnik bezpieczeństwa jest mniejszy niż 2:



Element tłoczyska:



Naprężenia zredukowane według Misesa:



Oznaczenie miejsc, w których współczynnik bezpieczeństwa jest mniejszy niż 2:

9. Podsumowanie



Analiza MES wykonana w programie SolidWorks pokazała, że model stworzony

ze stali nierdzewnej odpuszczonej AISI 116, przy założeniu współczynnika
bezpieczeństwa na poziomie 2, spełnia wymagania wytrzymałościowe. Prowadzi
to do podsumowania stworzonego projektu jako spełniającego założenia
początkowe.