Manipulator robota

Manipulator składa się z:

-systemu mechanicznego – zawierającego zespoły mechaniczne przekształcające ruchy silników w żądane przesunięcia;

-systemu napędowego – złożonego z silników napędowych oraz elementów układów regulacji prędkości i położenia;

Parametry manipulatora

Właściwości manipulatora są określone przez następujące główne parametry:

-dopuszczalną masę przenoszonych elementów;

-zasięg pracy systemu mechanicznego;

-liczbę stopni swobody, w których system może pracować;

-dokładność powtarzania położeń;

-prędkość na poszczególnych osiach;

Mechanizm przekazywania ruchu w manipulatorach robotów

Mechanizmy przekazywania ruchu służą do transmisji ruchu silnika prądowego do członów łańcucha kinematycznego manipulatora.

W manipulatorach do przekazywania ruchu stosowane są następujące mechanizmy:

-przekładnie zębate; mechanizmy cięgnowe; przekładnie śrubowe; przekładnie pasowe; przekładnie falowe; przekładnie cykloidalne.

Przekładnie mechaniczne manipulatorów powinny spełniać następujące wymagania:

-wysoka dokładność przenoszenia ruchu przy dużych przełożeniach

-duża sztywność skrętna

-minimalny luz

-małe momenty bezwładności wirujących mas.

Podstawowe przekładnie precyzyjne to przekładnie falowe i cykliczne, które w porównaniu z klasycznymi przekładniami mają znacznie mniejszą masę i objętość w odniesieniu do przenoszonego materiału oraz bardzo mały luz obrotowy.

Przekładnia falowa

Charakterystyczną cechą przekładni falowych jest przekazywanie ruchu realizowane w wyniku deformacji jednego z członów przekładni wykonywanego jako element podatny.

Przekładnia falowa składa się z trzech elementów wewnętrznych uzębionego koła sztywnego, zewnętrznie uzębionego koła podatnego i generatora wywołującego odkształcenie koła podatnego.

Schemat działania przekładni falowej

Generator dwufalowy, deformuje wieniec koła podatnego na owal bliski elipsy. Na dużej osi owalu następuje zazębienie się zębów obu kół, a na małej osi zęby mijają się z pewnym luzem wierzchołkowym. Ponieważ koło sztywne i koło podatne mają różną liczbę zębów, następuje względne przesunięcie się kół. Strefa zazębienia wędruje wraz z dużą osią owalu. W wypadku różnicy dwóch zębów między kołami po wykonaniu przez generator pełnego obrotu koło podatne przesunie się względem sztywnego w przeciwnym kierunku o dwa zęby.

Zalety przekładni falowej

Do podstawowych zalet przekładni falowych zaliczyć należy:

-duże przełożenie uzyskiwane z 1-go stopnia /i=60+320/ przy kołach podatnych stalowych;

-możliwość uzyskiwania dużych momentów na wyjściu przy stosunkowo niewielkiej mocy wejściowej;

-bardzo małe wymiary w stosunku do przenoszonych obciążeń dzięki jednoczesnemu zazębieniu się wielu par zębów;

-duża dokładność kinematyczna ze względu na brak luzów w zazębieniu /luz kątowy od 1’ do 2’/;

-małe prędkości poślizgu w zazębieniu, a w wyniku tego małe zużycie zębów i duża sprawność;

-możliwość pracy w nawrotach /mały moment bezwładności/;

-cichobieżność, zdolność tłumienia drgań;

-jednoosiowe wejście i wyjście napędu;

-małe wymiary i prostota konstrukcji.

Przekładnia pasowa

Przekładnie pasowe z pasem zębatym są często stosowanym mechanizmem przekazywania ruchu w robotach przemysłowych, stosowanym tam gdzie jest potrzebna duża dokładność i powtarzalność pozycjonowania.

Dotyczy to także mechanizmów zmiany ruchu obrotowego na ruch postępowy.

Zalety przekładni pasowej zębatej

-stałość przekazywania ruchu;

-zdolność tłumienia drgań;

-wysoka sprawność η=99%;

-praca z dużymi prędkościami;

-cicha praca;

-małe obciążenie osi, wałów i łożysk;

Dokładność pozycjonowania, ok. ±0,01 mm/1m.