Лекція 2. Робот як об’єкт керування. Особливості взаємодії робота і людини в умовах виробництва. Основні поняття, терміни, визначення

Рис.2.1. Функціональна схема виконавчої системи керування ПР:

q_p1…q_pN – вхідні сигнали, що виробляються СК;

ε ₁… ε _N – сигнали розузгодження, отримані на виході порівняльного пристрою;

V₁…V_N – керуючі сигнали;

М_п1 – М_пN – сили і моменти, створювані двигунами на ланках маніпулятора;

q₁…q_N – поточні значення відносного положення ланок маніпулятора.

Робочий механізм безпосередньо діє на об’єкт або середовище. Виконавчий пристрій уключає сукупність приводів з відповідними датчиками зворотного зв’язку, підсилювальними, перетворювальними і коригувальними елементами.

Задача керування роботом полягає у формуванні керуючих дій для виконавчих двигунів, відпрацювання яких гарантувало б проходження захватним пристроєм заданої просторової траєкторії із заданою точністю.

Зовнішньо маніпулятор не обов’язково повинен повторювати конфігурацію руки людини, важливо, щоб він міг переміщуватися в просторі й переносити корисний вантаж. Корисний вантаж – це захватний пристрій із заготовкою, деталлю, вимірювальний або оброблюваний інструмент або інший предмет маніпулювання.

За методом керування маніпулятори поділяються (рис.2.) на біотехнічні (з ручним керуванням) і автоматичні.

Біотехнічним маніпулятором керує оператор, неперервно витрачаючи на це м’язову енергію. Для економії м’язової енергії розроблені збалансовані маніпулятори, які мають систему урівноваження робочого органу. При величині утримуваного вантажу в межах вантажопідйомності маніпулятора для будь-якого положення ланок в просторі маніпулятор знаходиться у рівновазі. Оператор легким рухом може здійснювати маніпулювання великими вантажами. Це дуже зручно при завантажувально-розвантажувальних і такелажних роботах.

Різновидом біотехнічних маніпуляторів є також екзоскелетони – багатоланкові механізми, ланки яких безпосередньо з’єднані з рукою оператора. У суглобах механізму, що відповідають суглобам людини, розміщені приводи, а рух руки оператора формує лише керуючі сигнали. Екзоскелетони застосовуються тоді, коли необхідне підсилення потужності кінцівок людини (у хворого цей різновид маніпулятора може слугувати протезом).