Расчет манипулятора
Прототип манипулятора Toshiba Machine SR-1554HZ, его технические характеристики. Метод Денавита-Хартенберга для расчета кинематической схемы и траектории движения манипулятора. Расчет на прочность оборудования и звеньев с помощью уравнения Лагранжа.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.04.2011 |
| Размер файла | 719,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Контрольная работа
по курсу
«Основы теории и расчета АМ и РТК»
"Расчет манипулятора"
Красноярск 2010
1. Исходные данные
Рис. 1. Прототип данного манипулятора
Рис. 2. Робот Toshiba Machine SR-1554HZ
Таблица 1. Технические характеристики
|
ДЛИНА РУКИ |
Плечо 1 - 850 мм Плечо 2 - 650 мм |
|
|
РАБОЧАЯ ЗОНА |
Ось 1 - ±110 0 |
|
|
НАГРУЗКА |
Максимальная масса нагрузки - 70 кг Момент - 3.5 кгм2 |
|
|
ПОВТОРЯЕМОСТЬ ПРИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИИ |
По осям X.Y. (на плоскости) - ±0,2 мм |
|
|
Сигналы ручного управления |
5 входов / 4 выхода |
|
|
Подвод воздуха к манипулятору |
12x2 pcs. |
|
|
Масса |
550 кг |
|
|
Контроллер |
TS2000 |
|
|
Емкость памяти |
6400 точек, 12800 шагов (в т.ч. на одну программу: 2000 точек, 3000 шагов) |
|
|
Количество программ |
до 256 (из них 247 пользовательских и 9 встроенных). |
|
|
Язык программирования |
SCOL (специально разработанный для SCARA-роботов язык программирования, подобен BASIC). |
2. Метод Денавита - Хартенберга
Рис. 3. Кинематическая схема манипулятора
|
Параметры |
|||||||
|
Кинематическая пара |
Тип пары |
№ звена |
и |
б |
s |
a |
|
|
01 |
Поступательная |
1 |
0 |
0 |
600 |
0 |
|
|
12 |
Вращательная |
2 |
150° |
0 |
1200 |
650 |
|
|
23 |
Вращательная |
3 |
110° |
0 |
0 |
850 |
Составляем матрицы:
A1:=
A2:=
A3:=
P:=
Перемножаем матрицы:
Результат:
Координаты точки P:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
по X=-787
по Y=697
по Z=1500
Рис. 4. Траектория движения манипулятора
Координаты точек прямой траектории AB манипулятора
|
Координаты точек, мм |
||||
|
Точка |
X |
Y |
Z |
|
|
A |
371,5 |
1319 |
1100 |
|
|
2 |
297,2 |
1319 |
1100 |
|
|
3 |
222,9 |
1319 |
1100 |
|
|
4 |
148,6 |
1319 |
1100 |
|
|
5 |
74,3 |
1319 |
1100 |
|
|
6 |
0 |
1319 |
1100 |
|
|
7 |
-74,3 |
1319 |
1100 |
|
|
8 |
-148,6 |
1319 |
1100 |
|
|
9 |
-222,9 |
1319 |
1100 |
|
|
10 |
-297,2 |
1319 |
1100 |
|
|
B |
-371,5 |
1319 |
1100 |
Обобщенные координаты точек траектории АВ
|
Точка |
q1, мм |
q2, ° |
q3, ? |
|
|
A |
1100 |
75 |
55 |
|
|
2 |
1100 |
60 |
44 |
|
|
3 |
1100 |
45 |
33 |
|
|
4 |
1100 |
30 |
22 |
|
|
5 |
1100 |
15 |
11 |
|
|
6 |
1100 |
0 |
0 |
|
|
7 |
1100 |
-15 |
-11 |
|
|
8 |
1100 |
-30 |
-22 |
|
|
9 |
1100 |
-45 |
-33 |
|
|
10 |
1100 |
-60 |
-44 |
|
|
B |
1100 |
-75 |
-55 |
Зададим скорости:
1) v1=0 мм/c
2) v2=4,7 град/c
3) v3=5,2 град/c
Построим графики зависимостей q1, q2 и q3 от времени:
Рис. 5. График зависимости q1 от времени t
Рис. 6. График зависимости q2 от времени t
Рис. 7. График зависимости q3 от времени t
3. Уравнения Лагранжа 2-го рода
За обобщенные координаты примем:
q1=l1, q2=ц2, q3=ц3.
Где - координата,
- скорость,
Т - кинетическая энергия,
Р - потенциальная энергия,
- обобщенная сила.
Обобщенные силы:
.
Кинетическая энергия:
Определим частные производные по обобщенным координатам:
Определим частные производные по обобщенным скоростям:
Определим частные производные по времени от частных производных по обобщенным скоростям:
манипулятор кинематический прочность траектория
Полученные уравнения Лагранжа второго рода:
Расчет на прочность
G=70 кг;
LBC=150 см;
MB=G·LBC=70 кг·150 см=10500 кг·см;
MА= MB.
Расчет параметров третьего звена
Третье звено выполнено в виде трубы с размерами:
Материал: Сталь 15Х25Т
Плотность: 7,6 г/см3
Определим силу:
ц2'=4,7 град/c,
ц2''=0,5 град/c2,
ц3'=5,2 мм/c,
ц3''=0,5 мм/c2.
Тогда:
Момент инерции в точке 6:
где l=1,08 м - расстояние от оси вращения до центра масс звена 3:
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Составление программы для построения траектории движения захвата манипулятора робота: запись системы линейных алгебраических уравнений, получение коэффициентов. Анимация движения манипулятора. Схема направления движения точки соединения звеньев робота.
лабораторная работа [274,4 K], добавлен 01.12.2013Кинематическое исследование механизма манипулятора, особенности управления. Определение необходимых перемещений звеньев, траектории, скоростей и ускорений. Траектория движения захвата, график пути первого звена. Программа, её содержание и текст.
курсовая работа [343,1 K], добавлен 19.12.2011Выбор манипулятора-указателя, микропроцессора, интерфейса подключения к ПК. Обзор используемых команд. Проектирование функциональной и электрической принципиальной схемы контроллера трекбола. Разработка алгоритма и программы функционирования системы.
курсовая работа [453,3 K], добавлен 22.10.2012Построение рабочей зоны. Исследование зависимости момента инерции от изменения конфигурации манипулятора. Расчет и построение нагрузочных диаграмм звеньев. Выбор комплектных электроприводов. Расчет кинетической энергии груза, плеча и двигателя локтя.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 24.08.2014Разработка алгоритма, который может выполнить расчет определения координат точек кинематической схемы и выполнить анимацию (визуальное отображение перемещений объектов) кинематической схемы с использованием пакета MathCad. Расчет кинематической схемы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 10.07.2012Принцип работы простейших роботов-манипуляторов. Разработка системы управления манипулятором, состоящим из трех звеньев и осуществляющим процесс сверления. Кинематическая схема и последовательность движений шаговых двигателей; применение жесткой логики.
курсовая работа [861,0 K], добавлен 16.08.2012Практические навыки моделирования законов движения многосвязных механических систем на примере трехзвенного манипулятора. Основные этапы моделирования: исходная система; формирование исходных данных, геометрической, динамической и математической модели.
презентация [535,0 K], добавлен 25.06.2013Анализ состояния проблемы, обзор аналогов, выбор прототипов и постановка задачи. Достоинства и недостатки рассмотренных систем технического зрения. Определение формы и положения объекта в пространстве. Обоснование и разработка математического аппарата.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 12.06.2013Назначение, принципиальное устройство и основные кинематические характеристики промышленных роботов. Разработка адаптивных систем управления. Принцип действия схемы сопряжения манипулятора с LPT-портом ПК. Разработка и изготовление печатного основания.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 04.03.2013Назначение и основные особенности программного комплекса Euler 6.0. Практические навыки моделирования законов движения многокомпонентных механических систем на примере трехзвенного манипулятора. Этапы моделирования, формирование динамической модели.
методичка [1,3 M], добавлен 25.06.2013
