Воспроизведения заданного

«манипулятор» охватывает широкий класс управляемых человеком, непосредственно или по каналам связи, технических устройств, предназначенных для воспроизведения некоторых двигательных функций рук человека, в ходе выполнения которых осуществляется целенаправленное манипулирование объектом обработки или инструментом.

«манипулятор» охватывает широкий класс управляемых челове-ком, непосредственно или по каналам связи, технических устройств, предназначенных для воспроизведения некоторых дви-

Промышленными роботами называют автономно действующие машины-автоматы, предназначенные для воспроизведения некоторых двигательных и умственных функций человека при выполнении всевозможных производственных операций и управляемые с помощью автоматически изменяемых программ, составленных с учетом возможных вариантов функционирования. Промышленные роботы имеют следующие составные части: рабочие исполнительные органы с захватными устройствами, приводные устройства и механизмы для осуществления перемещений исполнительных органов робота в целом, система управления и система датчиков для сбора необходимой информации. Создание и применение промышленных роботов в современном производстве, насыщенном машинами-автоматами различного технологического назначения, создает предпосылки для организации так называемого гибкого (т. е. быстропере-настраивающегося на изготовление новой продукции или реализации новых технологических процессов) производства — цехов-автоматов и заводов-автоматов^ в которых все технологические и транспортные операции возложены на машины и робототехнические системы.

Промышленный робот (ПР)—это манипулятор с изменяемой программой, представляющий собой автономно функционирующую МА, предназначенную для воспроизведения некоторых двигательных и умственных функций человека при выполнении вспомогательных и основных производственных операций. Отличительными чертами ПР являются многоподвижность кинематической цепи манипулятора и автономная система управления.

Промышленными роботами называют автономно действующие машины-автоматы, предназначенные для воспроизведения некоторых двигательных и умственных функций человека при выполнении всевозможных производственных операций и управляемые при помощи автоматически изменяемых программ, составленных с учетом возможных вариантов функционирования.

Работы Ивана Ивановича, выполненные им во второй половине 40-х и первой половине 50-х годов, были направлены на развитие и решение важнейших задач теории. В области динамики машин он разработал новый метод определения маховых масс (1944 г.); в соавторстве с Б. М. Абрамовым были решены некоторые уравнения движения машины (1944 г.); занимался исследованием устойчивости режима установившегося движения машины (1952 г.); вместе с В. Т. Костицыным и Н. П. Раевским начал разработку экспериментальных методов исследования в теории механизмов (1952 г.). В области кинематики Иван Иванович продолжал исследования механизмов для воспроизведения некоторых математических функций. Им выпущен справочник по механизмам в четырех томах (т. 1 — 1947 г., т. 2—1948, т. 3—1949, т. 4—1951 г.). В 1952 г. вышел классический труд Л. В. Ассура под редакцией и с комментариями Артоболевского.

Должен сразу заметить, что проблема имитации движения и поведения человека и, более того, воспроизведения некоторых его высших психических функций далеко не нова. Давайте вспомним некоторые исторические примеры. В Афинах, в Национальном музее хранятся •остатки счетной машины на которой еще в I веке до новой эры рассчитывали пути движения планет, то есть воспроизводили те интеллектуальные операции, которы-

Обзор предлагаемых механизмов для воспроизведения некоторых кривых 3-го порядка начнем с двух соединенных шарниром С шести-звенных прямил (рис. 42). Мы неоднократно применяли такие прямила в качестве вспомогательных устройств, пользуясь для расчета формулами (25), (26) и (33). В представленном виде механизм может воспроизвести ряд кривых. Это — траектории точек, принадлежащих звену 12 и лежащих на его оси либо вне ее.

Мы привели это определение кривых Персея, так как в данном случае использование параметров тела вращения и положения секущей плоскости представляется нам наиболее удачным, дающим наглядное описание всех разновидностей возможных форм. Однако предложенные ниже механизмы, предназначенные для воспроизведения некоторых из этих кривых, относятся к числу плоских, а не пространственных. Предварительно остановимся на соображениях, положенных в основу их синтеза.

16. Артоболевский И. И. К теории синтеза механизмов для воспроизведения некоторых видов алгебраических и трансцендентных кривых. Труды второго всесоюзного совещания по основным проблемам теории машин и механизмов, вып. 1, Машгиз, 1960.

Однако лишь в начале 60-х годов появились первые-промышленные роботы (в современном понимании этого слова), которые в настоящее время завоевали важные позиции на многих заводах. И как не жалко расставаться с поэтическим образом робота, созданным замечательным художником слова, приходится мириться с весьма прозаическим определением этого термина. Итак, промышленный робот — это управляемое электронно-вычислительной машиной техническое устройство, автономно функционирующее и предназначенное для воспроизведения некоторых двигательных и умственных функций человека при выполнении вспомогательных и основных операций. Напомним, что еще К. Чапек указывал на большую важность взаимоотношений между человеком и роботом. Эта социальная проблема особенно обострилась теперь, когда наступила эра роботизации различных видов производства.

Вторая задача имеет своей целью определение мощности, необходимой для воспроизведения заданного движения машины или механизма, и изучение законов распределения этой мощности па выполнение работ, связанных с действием различных сил на механизм, а также решение вопроса о сравнительной оценке механизмов с помощью коэффициента полезного действия, характеризующего степень использования общей энергии, потребляемой машиной или механизмом, на полезную работу. К этой же задаче относится вопрос об определении истинного движения механизма под действием приложенных к нему сил, т. е. задачи о режиме его движения, а также вопрос о подборе таких соотношений между силами, массами и размерами звеньев механизма или машины, при которых движение механизма или машины было бы наиболее близким к требуемому условию рабочего процесса. 1 Эта задача обычно носит название теории движения машины или механизма под действием заданных сил.

Условие (21.10) для центроидного механизма (рис. 21.1) будет означать, что для каждого заданного положения звена 2 мы имеем вполне определенное заданное положение звена 3. Для воспроизведения заданного движения по условиям (21.10) и (21.11) надо найти соответствующие очертания центроид Ц2 и Ц3 в относительном движении звеньев 2 и 3.

определении параметров кинематической схемы по заданным условиям движения звеньев. Эти условия весьма разнообразны, и соответственно весьма разнообразны задачи, связанные с синтезом механизмов с низшими парами. Однако из обширного круга этих задач можно выделить задачу воспроизведения заданного закона движения или, что то же, заданной целевой функции.

Приведенных примеров из области приборостроения и общего машиностроения достаточно, чтобы показать практическое значение решения задачи об определении кинематической схемы по заданным условиям. Отметим только, что большое количество разнообразных примеров плоских механизмов с низшими парами можно привести почти из всех областей современного машиностроения. Все эти механизмы предназначены или для воспроизведения заданного закона движения (включая и задание отдельных положений звеньев), или для воспроизведения заданной траектории.

Многозвенные зубчатые механизмы могут быть как плоскими, так и пространственными. Они подразделяются на два основных вида: зубчатые механизмы с неподвижными осями всех колес и механизмы, оси отдельных колес которых перемещаются относительно стойки. Ко второму виду относятся планетарные и волновые зубчатые механизмы. Большим достоинством механизмов второго вида является их компактность. Проектирование многозвенных зубчатых механизмов включает два этапа: выбор структурной схемы; определение чисел зубьев для воспроизведения заданного передаточного отношения.

В большинстве случаев выбор параметров синтеза производится по доминирующему показателю, каким прежде всего является точность воспроизведения заданного передаточного отношения i = = (Оех/Ювых, формализуемому целевой функцией

В зависимости от требований к механизму выбирается схема одноступенчатого рядового, планетарного, волнового зубчатого механизма либо их комбинаций. При последовательном соединении нескольких механизмов общее передаточное отношение равно произведению передаточных отношений отдельных механизмов, поэтому составные зубчатые механизмы отличаются не только сравнительно большими передаточными отношениями, но и возможностью более точного воспроизведения заданного передаточного отношения, так как передаточная функция определяется числами зубьев сравнительно большого числа зубчатых колес. Например, зубчатый механизм, составленный из рядовой и планетарной зубчатых передач (табл. 14.2, п. 3), будет иметь передаточное отношение

Итак, задача построения центрового профиля кулачка сводится к решению уравнений (П.7.12) и (II. 7.13) в целях воспроизведения заданного закона движения толкателя s"; двукратному интегрированию функции У в целях получения в соответствии о (II.7. 14) и (II.7.15) функции аналога скорости толкателя s' и перемещения s; определению такого минимального значения R0, при котором удовлетворяется условие (П.7.3); вычислению при найденном ^0 проекций радиуса-вектора R на оси Ох и Оу по уравнениям (II. 7. 5).

Многозвенные зубчатые механизмы могут быть как плоскими, так и пространственными. Они подразделяются на два основных вида: зубчатые механизмы с неподвижными осями всех колес и механизмы, оси отдельных колес которых перемещаются относительно стойки. Ко второму виду относятся планетарные и волновые зубчатые механизмы. Большим достоинством механизмов второго вида является их компактность. Проектирование многозвенных зубчатых механизмов включает два этапа: выбор структурной схемы; определение чисел зубьев для воспроизведения заданного передаточного отношения.

Выполнение кулачковым механизмом заданных технологических операций зависит от достаточно точного воспроизведения заданного

Кулачковые механизмы применяются во многих самопишущих и регулирующих приборах, программирующих устройствах, реле времени, в счетно-решающих устройствах, приводах вращения радиолокационных антенн, машинах-автоматах, двигателях внутреннего сгорания и др. Кулачковые механизмы используются для воспроизведения заданного закона движения рабочего звена или для сообщения ему требуемых перемещений с остановами заданной продолжительности.