Manipulator przeznaczony do celów dydaktycznych - Laboratorium ...

20
1 – podstawa manipulatora,
2 – kolumna obrotowa,
3 – główne ramie manipulatora,
4 – przedramie manipulatora,
5 – chwytak,
6 – piasta w której obraca się oś kolumny manipulatora,
M 1 – silnik napędzający oś kolumny ,
M 2 – silnik napędzający oś głównego ramienia,
M 3 – silnik napędzający oś przedramienia ,
M 45 – dwa silniki napędzjące osie chwytaka ,
M 6 – silnik napędzjący mechanizm zamykania i otwierania kiści chwytaka.
Manipulator posiada pięć przegubów obrotowych, gdzie do 1-go (obrót kolumny) i 2-go
(ruch głównego ramienia) napęd jest przenoszony przez wielostopniową przekładnię zębatą
a następnie przez jednostopniową przekładnię. Zastosowanie dodatkowej jednostopniowej
przekładni związane jest z tym, iż zastosowane silniki nie posiadały dostatecznie dużego
momentu obrotowego do porusznia poszczególnych ramion manipulatora. Do układu napędowego
przegubu trzeciego (ruch przedramienia) dodatkowo zastosowano pasek zębaty,
rysunek 2.4. Zasosowanie paska zębatego spowodowane jest tym, że silnik napędowy osi 3
jest umieszczony na końcu głównego ramienia rysunek 3.2. Umieszczenie tam silnika ma
swoje pozytywne konsekwencje, a mianowicie stanowi on swego rodzaju przeciwwagę, co
ma znaczenie ze względu na moment obrotowy potrzebny do ruchu głównego ramienia. Z
kolei dla przegubu 4-go i 5-go napęd jest zrealizowany przez układ różnicowy. Powoduje
to pewne utrudnienia w sterowaniu tymi osiami, równania przeniesienia napędu (2.38),
(2.42) pokazują, że są zależne od siebie, (rysunek 2.5).
Wszystkie parametry i rysunki wykonawcze poszczególnych części manipulatora zamieszczone
są w dodatku A.
3.1.1 Silniki manipulatora
Manipulator posiada sześć silników prądu stałego firmy MICROMOTORS S.R.L [10], z
których cztery są typu RHE158.24.100 i dwa typu HLE149.24.43. Wszystkie te silniki są
konstrukcyjnie sprzężone z przekładniami wielostopniowymi, co widać na rysunkach 3.3 i
3.4. Do napędu kolumny robota, ramienia, przedramienia i wciągarki chwytaka wykorzystano
silniki typu RHE158.24.100, a silniki typu HLE149.24.43 zastosowano do napędu
układu różnicowego chwytaka. Dane związane z wymiarami fizycznymi tych silników są
przedstawione na rysunkach umieszczonych w dodatku A. W poniższych tabelach zestawiono
parametry techniczne silników napędowych.
znamionowe napięcie zasilania 24[V ]
przełożenie przekładni 94.37 : 1
maksymalny ciągły moment obrotowy 60[Ncm]
prędkość obrotowa bez obciązenia 66[obr/min]
prędkość obrotowa z max. momentem obciążenia 45[obr/min]
pobór prądu silnika w stanie jałowym < 70[mA]
pobór prądu silnika przy max. obciążeniu 340[mA]
Tabela 3.1: Parametry silnika typu RHE158.24.100.