Vazirligi X. N. Nazarov robotlar va robototexnik tizimlar

– rasm. Sferik koordinatalar sistemasidagi kinematik sxemalar.

4. 
   – rasm. Burchak koordinatalar sistemasidagi kinematik sxemalar.
   

Hozirgi vaqtda silindrik koordinatalar sistemalarida ishlovchi robotlar eng ko‘p tarqalgan. Sanoat robotining kinematik strukturasi manipulyator va ijro organlarining ishchi qurilmalar kinematikasiga bog‘liq bo‘ladi. Qurilmalarning kinematik sxemalari ko‘p jihatdan mexanik zvenolarda yuritma qurilmalarining joylashtirilishi bilan aniqlanadi. Bunda yuritmalarni joylashtirishning quyidagi variantlari bo‘lishi mumkin:

1. 
   Yuritma qurilmasining korpusi biror zvenoda joylashgan, yuritma qurilmasining ergashuvchi zvenosi esa boshqa zvenoda joylashgan bo‘ladi. (2.12 – rasm,a).
   
2. 
   Barcha zvenolar yuritma qurilmalari manipulyatorining qo‘zg‘almas zvenosida joylashgan, uzatish mexanizmlari orqali har bir alohida zveno bilan mexanik aloqa amalga oshiriladi. (2.12 – rasm, b).
   

d) Bitta yuritma qurilmasi manipulyatorning barcha zvenolarini harakatga keltiradi va u robotning asosida joylashadi. (2.12 – rasm,d).
Keltirilgan yuritma qurilmalarni joylashtirish usullarining kombinatsiyasi ham bo‘lishi mumkin.

4. 
   yurit
   – rasm. Yuritma qurilmalarini joylashtirish usullari.

2.3 Robot manipulyatorlarining konstruktiv xususiyatlari

Har bir koordinata bo‘yicha sanoat robotining harakati mexanik zvenolarning harakatlari bilan bog‘liq bo‘ladi va bu harakatlar ijro dvigatellari, uzatish mexanizmlari va datchiklar yordamida amalga oshiriladi.

Ko‘pincha kinematik juftlar konstruktiv bajarilganda sharnirlar deb ataladi va ular ishchi organ harakatini, robot manipulyatori harakat traektoriyasini aniqlaydi, bu esa barcha sharnirlar harakatlari yig‘indisi hisobiga erishiladi.
Sharnir konstruksiyasi ijro dvigatelidan, uzatish mexanizmidan, yo‘naltiruvchilardan va korpusdan tashkil topgan. Uzatish mexanizmi ijro dvigateli bilan, korpus yo‘naltiruvchilari bilan birga bajarilgan bo‘lishi mumkin.
Ijro dvigatellari sifatida gidro- va pnevmodvigatellar, gidro- va pnevmosilindrlar, elektrodvigatellar qo‘llaniladi. Qo‘llaniladigan dvigatellar quyidagi umumiy parametrlar bilan xarakterlanadi: quvvat, aylanish chastotasi, inersiya momenti, solishtirma quvvat va boshqa maxsus ko‘rsatkichlar.
Gidro- va pnevmodvigatellar sharnirlarda, odatda aylanma harakat olish uchun qo‘llaniladi. Ular katta kuch va solishtirma quvvatga ega bo‘ladilar, ammo konstruksiyalari va ularga xizmat qilish murakkab bo‘ladi.
Gidro- va pnevmosilindrlar sharnirda ilgarilama harakatni ta’minlash uchun qo‘llaniladi. Ular bir tomondan valda katta kuch va katta solishtirma quvvat olish imkoniyati bilan, ikkinchi tomondan esa konstruksiyasining murakkabligi va ularga xizmat qilish birmuncha qiyinchiligi bilan xarakterlanadi.
Elektrodvigatellar sharnirda hamma harakatlarni olish uchun qo‘llaniladi. Ularning konstruksiyasi sodda, ammo asosiy kamchiligi boshqa dvigatellarga qaraganda yuqori bo‘lmagan solishtirma quvvatga ega bo‘lganligidir.
Sharnirlarda uzatish mexanizmi sifatida chervyakli, vintli, silindrik, tishli, planetar, reykali, zanjirli va boshqa uzatmalar qo‘llaniladi.
Sharnir mustahkamligini va harakat yo‘nalishini ta’minlash uchun, odatda u yagona korpusda yo‘naltiruvchilar bilan birga bajariladi.
Robotlarning asosiy qismi bo‘lgan manipulyatorning matematik yozilishini ko‘rib chiqamiz.
Manipulyatorning mexanik tizimi boshqarish ob’ekti sifatida umuman quyidagicha xarakterlanadi – xarakat darajalarining ko‘chishi va orientirlash qismlarining turi va soni bilan, ishchi zonanining turi va o‘lchamlari bilan, unda manipulyatorning ishchi organi xarakatlanadi.
Manipulyator mexanik tizimining kirish o‘zgartiruvchilariga xarakat darajasidagi dvigatellarning kirishlari . Chiqish o‘zgaruvchilariga ishchi organning siljishi va orientatsiyasi, hamda tashqi muhit ob’ektiga ta’sir qiluvchi kuchlar kiradi. Ishchi organ ning eng katta xarakat darajalari soni oltiga teng – bulardan koordinatalari fazodagi xolatini ifodalaydi va uchta orientatsiya burchaklaridir.
Manipulyator xarakat darajalari soni qo‘yidagi formula orqali ifodalanadi:

bu yerda kinematik zanjirning xarakatlanuvchi zvenolar soni; , , , , I, II, III, IV, va V sinflar kinematik juftlar soni.

Faqat V sinf kinematik juftlaridan tashkil topgan kinematik zajir uchun
(2.4)
Yoki , bo‘ladi.
Robotlar va manipulyatorlarning kinematik zanjirlari ochiq bo‘lgani uchun harakatlanuvchi zvenolar soni juftlar soniga teng bo‘ladi:
(2.5)
Shunday qilib robotlar va manipulyatorlan uchun quyidagicha bo‘ladi:
(2.6)
Manipulyatorlarda qo‘shni zvenolarning bir-biriga nisbatan holatlari nisbiy (umumlashgan) koordinatalar orqali ifodalanadi. Bu yerda n – manipulyatorlar harakat darajalari soni.
Manipulyator mexanik tizimini matematik yozishda uning chiqish o‘zgaruvchilari bilan kirish o‘zgaruvchisi bog‘lanishi ifodalanadi.
Manipulyatorning mexanik tizimi qo‘yidagi ikki tenglamalar tizimi bilan ifodalanadi
(2.7)

Bu yerda birinchi tenglama – manipulyator kinematikasining tenglamasi bo‘lib, zvenolar absolyut koordinatalarini nisbiy koordinatalarga g ni ifodalaydi, ikkinchisi q (q₁, q₂,…q_n) uchun dinamika tenglamalari, bunda dvigatellarning kuchlari, ular manipulyator zvenolari mos koordinatalariga ta’sir qiladi: qarshi ta’sir kuchlari, manipulyator mexanik tizimining operatori