54. Основные технические характеристики манипуляторов

Основная характеристика - число степеней подвижности. Это число можно разбить на [22] глобальные, локальные и местные подвижности.

Глобальные обеспечиваются за счет транспортных средств, на кото­рых установлен манипулятор.

Локальные - те, которыми обладает «рука» манипулятора в системе транспортного средства (W - Е W ).

Местные обеспечиваются за счет конкретных кинематических пар, соединяющих «руку» и переносящую ее кинематическую цепь (W_i ).

Маневренность - подвижность кинематической цепи при закреплен­ной «руке». В пространстве М - W — 6, а в плоскости М - W — 3. Маневренность определяет количество способов обхода «рукой» препятствий. Маневренность используют для оптимизации параметров работы манипулятора (траектории и энергопотребления).

Рабочий объем - часть пространства в пределах теоретической досягаемости руки манипулятора при неподвижном транспортном средстве. Для манипулято­ра на рис. 9.1 это сфера радиусом r -1₁ +1₂ +1₃, описанная около центра О.

Зона обслуживания - часть рабоче­го объема, фактически обслуживаемая схватом «рукой» с учетом конструкции кинематических пар. Пример - рука чело­века (рабочий объем - шар, зона обслу­живания - полушар).

Угол и коэффициент сервиса - не во всякой точке зоны обслуживания «ру­ка» манипулятора может располагаться всеми возможными способами от­носительно этой точки. При любой степени подвижности и маневренности существует телесный угол Q, в пределах которого это возможно. Телесный угол можно определить площадью сферы единичного радиуса, описывае­мой схватом манипулятора из точки К (рис. 9.2). На границах зоны обслу­живания указанный угол равен нулю. Величина этого угла называется уг­лом сервиса, а отношение угла сервиса к полному его значению (4л) назы­вается коэффициентом сервиса QQ - Q / 4p. Среднее значение коэффициен­та сервиса в рабочем объеме V:

v

Названные показатели задают и используют для проектирования схем манипуляторов и выбора их размеров.

Степень подвижности выбирают в зависимости от задач, поставлен­ных перед манипулятором. Степень подвижности, равная трем, позволяет руке достигать любую точку зоны обслуживания. При степени подвижно­сти, равной двум, движение может осуществляться лишь в плоскости.

Маневренность назначают для оптимизации параметров работы ма­нипулятора (оптимизация траекторий и энергопотребления путем оптими­зации рабочих нагрузок).