1. Actuador
1) Mano
La parte de la mano que está en contacto directo con la pieza de trabajo es generalmente giratoria o traslacional (debido a su simple estructura, la mayor parte está girando). La mayoría de las manos tienen dos dedos (a veces con varios dedos); se pueden dividir en dos tipos: agarre externo y agarre interno según las necesidades. También se pueden utilizar ventosas de presión negativa o de vacío (utilizadas principalmente para piezas adsorbibles con superficies lisas o); piezas de placa delgada) y mandril electromagnético.
Existen muchas formas de mecanismos de transmisión de fuerza, como el tipo de palanca de tobogán, el tipo de palanca de biela, el tipo de palanca de cuña, el tipo de piñón y cremallera, el tipo de tuerca roscada, el tipo de resorte, el tipo de gravedad, etc. En este diseño, la mano se selecciona para sostener la mano con una estructura giratoria. La ejecución manual se basa en el movimiento telescópico de la varilla para lograr su movimiento de apertura y cierre. La fuente de energía de la varilla proviene del cilindro hidráulico de la fuente de accionamiento posterior. El cilindro hidráulico telescópico se utiliza para ahorrar espacio de trabajo lateral.
2) Muñeca
La muñeca es la parte que conecta la mano y el brazo. Puede utilizarse para ajustar la posición del objeto agarrado, ampliando así su rango de acción. el manipulador y hacer que el manipulador sea más diestro y adaptable. La muñeca tiene libertad independiente. Hay movimiento de rotación, arriba y abajo, oscilaciones hacia la izquierda y hacia la derecha. En términos generales, la muñeca tiene un movimiento de rotación y luego oscila hacia arriba y hacia abajo para cumplir con los requisitos del trabajo. Para simplificar la estructura, algunos manipuladores especiales con movimientos relativamente simples pueden utilizar directamente los movimientos del brazo para impulsar la mano para transportar piezas de trabajo sin necesidad de muñeca.
El mecanismo giratorio de muñeca más utilizado en la actualidad es el cilindro giratorio de líquido (gas). Tiene una estructura compacta y flexible pero un ángulo de rotación pequeño (generalmente inferior a ?270) y requiere requisitos estrictos. Sellado, de lo contrario será difícil garantizar el par de salida. Por lo tanto, cuando se requiere un ángulo de rotación grande, se utiliza una estructura de cremallera o rueda dentada y tren de engranajes. ¿La muñeca del robot de manipulación diseñado esta vez es para realizar la mano? Movimiento de rotación de 180°.
Accionamiento directo a muñeca. Debido a que la muñeca está montada en el extremo del brazo, debe diseñarse para que sea muy compacta y la fuente de accionamiento pueda montarse en la muñeca. La apertura y cierre de la mano del robot es impulsada por un cilindro hidráulico de pistón simple de doble efecto; la rotación de la muñeca se logra mediante un cilindro hidráulico giratorio. Conecte la carcasa del cilindro del pistón de sujeción al rotor del cilindro oscilante; cuando se suministra aceite a diferentes cámaras de aceite en el cilindro hidráulico giratorio, la muñeca puede girar en diferentes direcciones.
3) Brazo
El brazo es una parte importante de sujeción de la mano del robot. Su función es sostener la muñeca y la mano (incluida la pieza de trabajo o el dispositivo) e impulsarlas para que realicen movimientos espaciales.
El propósito del movimiento del brazo es enviar la mano a cualquier punto dentro del rango de movimiento espacial. Si la postura (orientación) de la mano cambia, se logra mediante el grado de libertad de la muñeca. En términos generales, el brazo tiene tres grados de libertad para cumplir con los requisitos básicos, a saber, extensión del brazo, rotación hacia la izquierda y hacia la derecha y movimiento de elevación (o cabeceo).
Los diversos movimientos del brazo suelen realizarse mediante un mecanismo de accionamiento (como un cilindro hidráulico o un cilindro neumático) y varios mecanismos de transmisión. Según el análisis de fuerza del brazo, no sólo tiene que soportar las cargas estáticas y dinámicas de la muñeca, la mano y la pieza de trabajo durante el trabajo, sino que también tiene muchos movimientos y fuerzas complejas. Por lo tanto, su estructura, rango de trabajo, flexibilidad, peso de agarre pequeño y precisión de posicionamiento afectan directamente el rendimiento de trabajo del manipulador. Este diseño permite el movimiento hacia arriba y hacia abajo del brazo, el movimiento telescópico hacia adelante y hacia atrás y el movimiento de rotación del brazo. Parámetros de movimiento del brazo: carrera telescópica: 1200 mm; velocidad telescópica: 83 mm/s; carrera de elevación: 300 mm; velocidad vertical: 67 mm/s; rango de rotación: 180 ~ 0. El telescopado del brazo robótico cambia la longitud de trabajo del brazo. En la estructura de coordenadas cilíndrica, la longitud máxima de trabajo del brazo determina el diámetro de la superficie cilíndrica que se puede alcanzar en el extremo. El mecanismo del brazo telescópico puede ser accionado directamente por un cilindro hidráulico.
4) Bastidor
El bastidor es la parte básica del cuerpo del robot y juega un papel de soporte. Para robots estacionarios, conectados directamente al suelo, para robots móviles, montados sobre estructura móvil. El fuselaje consta del mecanismo de movimiento del brazo (elevación, traslación, rotación y cabeceo) y sus dispositivos de guía y soportes relacionados. Además, el dispositivo de accionamiento o los componentes de transmisión para la elevación, rotación o cabeceo del brazo están todos instalados en el fuselaje. Cuanto mayor es el movimiento del brazo, más complejas son la estructura y la fuerza del fuselaje.
El fuselaje del robot de manipulación diseñado para este proyecto de graduación adopta una estructura de elevación y rotación; la configuración del brazo y el fuselaje adopta una configuración vertical de un solo brazo, y su fuente de accionamiento proviene de un cilindro hidráulico giratorio.
2. Dispositivo giratorio
El mecanismo de accionamiento es una parte importante del robot de manipulación. Según las diferentes fuentes de energía, los mecanismos de accionamiento de los manipuladores industriales se pueden dividir aproximadamente en cuatro categorías: accionamiento hidráulico, accionamiento neumático, accionamiento eléctrico y accionamiento mecánico.
(1)Transmisión hidráulica. Tiene una gran relación potencia-volumen y se utiliza a menudo en situaciones de carga pesada; la presión y el flujo son fáciles de controlar, lo que hace posible una regulación continua de la velocidad; tiene una respuesta sensible, control de trayectoria continuo y fácil mantenimiento; el líquido es sensible a los cambios de temperatura y las fugas de aceite pueden incendiarse fácilmente. Tiene aplicaciones en manipuladores o robots especiales pequeños y medianos, y los manipuladores de servicio pesado son impulsados en su mayoría por sistemas hidráulicos; Los circuitos de aceite son complejos.
(2) Transmisión neumática. El sistema neumático es simple y de bajo costo, y es adecuado para ocasiones con ritmo rápido, carga pequeña y requisitos de baja precisión. A menudo se utiliza para control de puntos, agarre, sujeción elástica, adsorción al vacío, etc. Puede alcanzar alta velocidad, pero el impacto es severo y el posicionamiento preciso es difícil. Es fácil de mantener y se puede utilizar en entornos hostiles como altas temperaturas y polvo sin afectar las fugas. Tiene aplicaciones en robots o manipuladores especiales pequeños y medianos.
(3) Eléctrico. También existen métodos de accionamiento eléctrico como motores asíncronos, motores CC, motores paso a paso o servomotores. El motor es fácil de usar y, a medida que mejoran las propiedades de los materiales, también mejora el rendimiento del motor. Actualmente es adecuado principalmente para cargas medias, especialmente para robots industriales y diversos microrobots con movimientos complejos y requisitos estrictos de trayectoria de movimiento.
(4) Freno:
Freno y su función: El freno convierte la energía de las piezas mecánicas móviles en energía térmica y la libera, ralentizando o deteniendo así el dispositivo de maquinaria en movimiento. Se puede dividir a grandes rasgos en dos tipos: frenos mecánicos y frenos eléctricos. En el mecanismo del robot, es necesario utilizar el freno de la siguiente manera:
(1) Parada repentina en circunstancias especiales y se deben tomar medidas de seguridad.
(2) Durante un corte de energía, evite que las piezas móviles se deslicen y dañen otros equipos.
Frenos mecánicos:
Los frenos mecánicos incluyen frenos autocargables en espiral, frenos de disco, frenos de zapata y frenos electromagnéticos. El más típico es el freno electromagnético.
Los servomotores se utilizan a menudo en sistemas de accionamiento de robots. Las características de los servomotores determinan que los frenos electromagnéticos sean componentes esenciales. En principio, este tipo de freno es un freno de disco que depende de la fuerza del resorte. Sólo cuando la corriente de excitación pasa a través de la bobina, el freno se abrirá y entonces el freno no tendrá efecto de frenado. Cuando no hay corriente de excitación en la bobina de apagado, estará en el modo normalmente cerrado bajo la acción de la fuerza del resorte. Por lo tanto, este tipo de freno se denomina freno electromagnético sin excitación. Debido a que este tipo de freno se usa a menudo en situaciones de frenado de seguridad, también se le llama freno de seguridad.
Interruptor eléctrico
Un motor eléctrico es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica. En cambio, también tiene la función de generación de energía al convertir la energía mecánica giratoria en energía eléctrica. En otras palabras, el servomotor es un dispositivo de conversión de energía que convierte la energía eléctrica en energía mecánica mediante su proceso inverso para lograr el frenado. Sin embargo, para diferentes tipos de motores, como motores de CC, motores síncronos y motores de inducción, se deben utilizar circuitos de frenado adecuados respectivamente.
3. Mecanismo de control
El núcleo de la construcción de una plataforma robótica es construir un sistema de control de robot. Primero, debemos elegir una plataforma de hardware. La plataforma de hardware del sistema de control tiene un gran impacto en la apertura, implementación y carga de trabajo de desarrollo del sistema. Las plataformas de hardware comúnmente utilizadas para sistemas de control deben cumplir los siguientes requisitos: el sistema de hardware se basa en un mecanismo de bus estándar y es escalable; la estructura de hardware tiene las capacidades informáticas en tiempo real necesarias; el sistema de hardware es modular, lo que facilita su adición; o reemplazar varias interfaces, sensores y computadoras especiales. Bajo costo. Hasta ahora, las plataformas de hardware de los sistemas universales de control de robots se pueden dividir a grandes rasgos en dos categorías: sistemas basados en bus VME (Versamodel Eurocard, el bus industrial estándar abierto de 32 bits de primera generación lanzado por Motorola en 1981) y sistemas basados en bus de PC. .
En los últimos años, con el rápido desarrollo del rendimiento de las PC, la confiabilidad ha mejorado enormemente, pero el precio se ha reducido considerablemente. El sistema de control con PC como núcleo ha sido ampliamente aceptado en el campo del control de robots.