Кинематика исполнительного устройства
Кинематическая цепь манипулятора представляет собой совокупность кинематических пар, способных перемещаться независимо друг от друга [113, 105]. Кинематической парой называется подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев [193, 111]. Согласно классификации академика И.И. Артоболевского, кинематические пары подразделяются на пять классов по числу связей, налагаемых парой на относительное движение.
Наибольшее распространение в робототехнике нашли кинематические пары Vкласса, которые в зависимости от вида перемещения подразделяются на вращательные (В) и поступательные (П). Согласно характеру мобильности, все перемещения ПР принято делить на глобальные, региональные и локальные. Глобальные (транспортные) - это перемещения манипулятора на расстояния, превышающие габаритные размеры самого робота, а также рабочей зоны. Данное движение характерно для мобильных ПР. Региональные (переносные, координатные) - это перемещения рабочего органа манипулятора в различные зоны рабочего пространства, определяемые видом и размерами его кинематических звеньев. К региональным относится вся группа движений необходимых для манипулирования объектом внутри рабочей зоны робота. Локальные (ориентирующие) - это перемещения рабочего органа, соизмеримые с его размером. К представленному движению можно отнести небольшие установочные и ориентирующие перемещения.
Согласно ГОСТ 25868-85, рабочее пространство ПР - это пространство, в котором может находиться исполнительное устройство при функционировании манипулятора. Рабочее пространство характеризуется региональными, глобальными и локальными движениями робота.
Рабочая зона - это пространство, в котором может находиться рабочий орган манипулятора при функционировании ПР. Как правило, вид данной зоны определяется региональными перемещениями робота и зависит от его конструкции и кинематической компоновки (структурно-кинематической схемы). В таблице 2.2.1 представлены основные структурно-кинематические схемы ПР и соответствующие им рабочие зоны робота с характерными размерами [11].
Зона обслуживания манипулятора - пространство, в котором находится рабочий орган манипулятора при реализации конкретной задачи. Введение данного параметра обусловлено тем, что внутри рабочего пространства не все его части одинаково приспособлены для различных операций. Поэтому и выделяется некоторая зона обслуживания, в которой целесообразнее, согласно конструктивным особенностям ПР, выполнять требуемую операцию.
Зона совместного обслуживания - часть пространства, в котором возможны перемещения объекта манипулирования несколькими ПР. Описанная зона представляет собой характеристику робототехнического комплекса при использовании нескольких роботов. Характерные области (пространство), в которых осуществляется перемещение ПР представлены на рис.2.3.1.
Рис.2.3.1 Характерные области перемещения ПР
При этом отметим, что в рабочем пространстве робота может находиться его несколько рабочих зон (II.1,II.2,II.3 и т.д.), также, как и в последней – несколько зон обслуживания (III.1,III.2,III.3 и т.д.).