INLEIDING: Wat is de mate van vrijheid, vrijheidsgraden in verschillende disciplines hebben verschillende betekenissen, als het gebaseerd is op het principe van mechanica, is de betekenis ervan dat de positie van het mechanisme kan worden bepaald wanneer het aantal onafhankelijke parameters van beweging moet worden gegeven, die ook bekend staat als de mate van vrijheid van het mechanisme. Dit artikel richt zich op de betekenis van de mate van vrijheid van de robotarm, evenals de berekening van de mate van vrijheid van de robotarm.
Mechanische arm is vergelijkbaar met de menselijke arm, is een soort multi-graad-of-freedom robot, door een aantal aandrijfverbindingen door de mechanische structuur van de arm zelf is één voor één verbonden, waarvan het einde het ruimtelijke kan realiseren Multi-graad-of-vrijheidsbeweging. Door actuatoren zoals manipulatoren, zuigbekers, lasbranden, sproeiers, etc. te installeren, kan het mensen vervangen om een deel van de high-intensiteit, risicovolle repetitieve werkzaamheden uit te voeren.
Robotachtige armen hebben meestal zes vrijheidsgraden, over het algemeen gespecialiseerde robotarmen hebben slechts twee tot vier vrijheidsgraden, terwijl de meeste algemene robotachtige armen drie tot zes vrijheidsgraden hebben. Hoe hoger de mate van vrijheid van een robotarm, hoe complexer de actie die door zijn mechanisme wordt uitgevoerd. Hier is een korte introductie tot de betekenis van de vrijheidsgraden van een robotarm.
Betekenis van vrijheidsgraden van een robotachtige arm
Het aantal gewrichten op een robotarm die onafhankelijk kan bewegen, wordt de mate van bewegingsvrijheid van de arm genoemd. De besturingsmethode die door industriële robots wordt aangenomen, is om elk gewricht op de robotarm te behandelen als een afzonderlijk servolechanisme, en elke as komt overeen met een servo, en elke servo wordt bestuurd door een bus, die wordt bestuurd en gecoördineerd door de controller in een verenigde wijze.
Zes vrijheidsgraden worden over het algemeen gebruikt in het ontwerp van industriële robots, die vertaling zijn langs de x-as, y-as en z-as; Rotatie rond de x-as, y-as en z-as. De eerste drie vrijheidsgraden worden gebruikt voor het bepalen van de positie, en de laatste drie vrijheidsgraden worden gebruikt om de houding te bepalen om de controle van de robotarm te realiseren. Eén referentievlak valt samen met het bodemoppervlak van het object, het beperken van het object om zich langs de z-as te vertalen, rond de x-as te roteren en rond de y-as te draaien met drie vrijheidsgraden; Twee referentievliegtuigen vallen opnieuw samen met de achterkant van het object, waardoor het object wordt beperkt om langs de x-as te vertalen en rond de z-as te roteren met twee vrijheidsgraden; Drie referentievliegtuigen vallen samen met de andere kant van het object, waardoor het object wordt beperkt om langs de y-as te vertalen met één mate van vrijheid.
Als volgens de verschillende structurele vorm van de robotarm kan worden verdeeld in horizontale multi-joint robotarm en Cartesiaanse coördinatensysteem robotarm enzovoort. Horizontale multi-joint robotarmen hebben over het algemeen drie hoofdgraden van vrijheid: z 1- as rotatie, z 2- as rotatie, en z-as vertaling, en door het toevoegen van x-as rotatie en y-asrotatie Aan het einde van de actuator kan het elk coördinaatpunt in de ruimte bereiken. Cartesiaanse coördinatensysteem Robotische arm bestaat in het algemeen uit drie hoofdgraden van vrijheid, x-as vertaling, y-as vertaling, z-asvertaling, door het toevoegen van x-as rotatie, y-as rotatie en z-asrotatie aan het einde van het einde van de rotatie Actuator, het kan elk coördinaatpunt in de ruimte bereiken.
Berekening van graden van vrijheid van robotarmarm
Berekening van de vrijheidsgraden van de robotarm is een voorwaarde in het ontwerp van de robotarm. Door de vrijheidsgraden van de robotarm te berekenen, is het mogelijk om het type beweging te kennen dat kan worden gegenereerd door de robotarm, bijvoorbeeld, als de gewrichten van de robotarm alleen op en neer moeten worden verplaatst, is het noodzakelijk Om de gewrichten te beperken om rond de x-as te roteren, de y-as, de z-as, en om over de richting van de x-as en de y-as te bewegen. De vrijheidsgraden van een robotarm kunnen worden onderverdeeld in vlakke en ruimtelijke vrijheidsgraden, en hun vrijheidsgraden kunnen worden berekend met behulp van eenvoudige berekeningen.
De vlakke vrijheidsgraden worden berekend. Als alle gewrichten van de arm k zijn, minus het vaste lid (de stoel), is het aantal gewrichten van de arm in beweging n=k -1. Voordat de gewrichten zijn verbonden door de bewegingssubs, is het totale aantal vrijheidsgraden van deze gewrichten 3n. Wanneer de bewegingssubs deze gewrichten verbinden om de arm te vormen, neemt het aantal vrijheidsgraden van de afzonderlijke gewrichten van de arm af en is het totale aantal beperkingen geïntroduceerd door alle bewegingssubs in de arm 2PL+pH. Daarom is het totale aantal vrijheidsgraden van de gewrichten minder het totale aantal beperkingen geïntroduceerd door de bewegingssubs gelijk aan de vrijheidsgraden van de arm. Het totale aantal beperkingen geïntroduceerd door alle bewegingssubs in de arm is 2PL+pH. Dus het totale aantal vrijheidsgraden van de gewrichten minus het totale aantal beperkingen geïntroduceerd door de bewegingssubs is gelijk aan de mate van vrijheid van de arm, dwz f =3 n -2 pl- PH is de manier om de vlakke vrijheidsgraden te berekenen.
De manier om de ruimtelijke vrijheidsgraden te berekenen. Allereerst moeten we weten dat de robotarm zes vrijheidsgraden in de ruimte heeft, in tegenstelling tot de drie vrijheidsgraden die het in het vliegtuig heeft. Hun berekening is in principe hetzelfde, zijn het totale aantal vrijheidsgraden van de gewrichten minus het totale aantal beperkingen geïntroduceerd door de Motion Vice is gelijk aan de mate van vrijheid van de robotarm, de berekening: F.=6 n -5 p 5-4 p 4-3 p 3-2 p 2- p1. F staat voor de mate van vrijheid van de robotarm, 6N vertegenwoordigt het totale aantal vrijheidsgraden van de gewrichten, en P1, P2, P3, P4 en P5 vertegenwoordigen het aantal 1-5 niveaus van de motion vice, respectievelijk.
Blader door het bovenstaande artikel om de betekenis van de mate van vrijheid van de robotarm te begrijpen en hoe te berekenen, het aantal gewrichten op de robotarm die onafhankelijk kan bewegen, is de mate van vrijheid van de robotarm. Het aantal gewrichten op de arm dat onafhankelijk kan bewegen, is het aantal vrijheidsgraden van de arm. Meestal zullen we bij het ontwerpen van een robotarm de berekening van de vrijheidsgraden gebruiken om de mogelijke beweging van de arm door de berekening te kennen. Volg ons voor meer informatie over de mate van vrijheid van robotachtige armen en hun toepassingen.