6- маъруза Роботлар ва манипуляторларнинг механик қисмининг кинематик ва динамик таҳлили

6- Маъруза
Роботлар ва манипуляторларнинг механик қисмининг кинематик ва динамик таҳлили


Кинематик таҳлилнинг мақсади - турли координата тизимларида ижрочи механизм (кўпинча қамрагич) звеноси ихтиёрий нуқтасининг ҳолати, тезлиги ва тезланишини аниқлашдан иборат.
Механикада тўғри ва тескари масалалари фарқ қилинади. Тўғри масалани звеноларнинг маълум ўзаро жойлашувида қўзғалмас координаталар тизимига нисбатан қамрагичнинг ҳолатини аниқланади. Тескари масала қамрагичнинг берилган ҳолатида звеноларнинг зарур бўлган ўзаро жойлашувини аниқланлашдан иборат. Кўпинча тескари масала қийинроқ бўлади.
СР (манипулятор) нинг ижрочи механизмини аналитик тасвирлаш учун турли методлар (Калицин Кислицин методлари ва бошқ). Кейинги вақтларда бу каби масалаларни ечишда бир жинсли координатларни матрицавий ўзгартиришга асосланган метод қўлланилади. Маълумки, фазонинг исталган нуқтасини белгилаш учун учта сонни аниқлаш етарли, мисол учун тўғри бурчакли координаталарда X, Y, Z. Бир жинсли координатларда нуқта 4 та : I, h U — сонлар ёрдамида берилади бу сонлар декарт координаталари билан қуйидаги муносабатлар : x = y = = орқали боғланган. Тўртинчи сон I₄ нинг киритилиши координатларни ўзгартириш жараёнини соддалиштириш билан боғлиқ.
Роботнинг манипуляторидаги иш юкламалари
СР констуктив схемаларининг кўп турларига қарамасдан механизмларнинг улар асосида маълум СР лар қуриладиган тўртта: бурилиш силжиш кўтарилиш ва тортилиш (качание-ротация) туриларни ажратиш мумкин.
Бунақа турларга бўлиш ушбу механизмларнинг электр юритмаларига содир қилинадиган юкламалар ва талаблар асосида бажарилган. Бурилиш механизмларига бутунлай манипуляторни ёки унинг катта қисмининг вертикал ўқ атрофида айланишини амалга оширувчи механизмлар мансуб.
Булар —“Универсал-5” турдаги СР да, платформани буриш механизми, “Версагран” турдаги СР да колоннани буриш механизми ва ҳ.к. Айланиш мотордан редуктор (кўпинча ўз-ўзидан тормозланадиган) орқали қўзғалувчан платформада маҳкамланган шестерняга узатилади. Бундай механизмларнинг асосий юкламаси динамик моментдир. Статик моментни ҳисобга олмаслик мумкин. Динамик юкламалами аниқлашда механизмнинг инерция моменти ўзгариши туфайли ҳисоблашда унинг максимал қийматини қабул қилиш зарурлигини эътиборга олиш зарур.
Силжиш механизмларига манипуляторнинг қўлини қимирлатиб суриш механизми ва бутунлай манипуляторни горизонтал текисликда ҳаракатлантириш механизмлари киради.
Қўлни қимирлатиб суриш механизмларида рейкали ёки шарик-винтли узатмалардан фойдаланилади. Қўл тортилиш ёки силжитиш таянчларида жойлаштирилади. Асосий юкламалар бу ҳолда: статик, динамик ва марказдан қочма статик юклама ишқаланиш кучлари туфайли содир бўлади ва қуйидаги формуладан аниқланиши мумкин:
(21.1)

Бу ерда G_q – қўллининг (механизмнинг) оғирлиги; Gyu_k - юкнинг (механизмнинг) оғирлиги; f_k — ишқаланиш тортилиш коэффитциенти (тақрибан f_k ^— = 3-10^-4; - узатишнинг ФИК; i_r - редукторнинг узатиш нисбати.

Статик юклама қўчирилаётган юк туфайли кам чегараларда ўзгарадиган реактив моментни ифодалайди.
Динамик момент тезланиш ва кўчирилаётган юкнинг массасига боғлиқ қуйидаги формуладан аниқланиши мумкин:
(6.2)
бу ерда - қўлнинг тезланиши; g = 9,81 м/с - эркин тушиш тезланиши; p_k._r - келтириш радиуси, қўл босиб ўтган йўлнинг моторнинг бурилиш бурчагига нисбатига .
Марказдан қочма юклама қуйидаги ифодадан аниқланади:
(6.3)

бу ерда ꞷ — қўлнинг бурчак тезлиги; R_q._m - қўлнинг оғирлик марказидан айланиш ўқигача масофа.

Тортилиш (русча- качение - ротация) механизми ҳолатга боғлиқ момент мавжудлиги билан тавсифланади.
Мувозанатланмаганлик моменти қуйидаги ифодадан аниқланади.