Робот-манипулятор — что это такое и в каких сферах используется

Серия скользящих или соединенных сегментов соединяется вместе, образуя манипулятор, подобный руке, который способен автоматически перемещать объекты в пределах заданного числа степеней свободы. Каждый коммерческий робот-манипулятор включает в себя контроллер и манипуляторную рукоятку. Производительность манипулятора зависит от его скорости, веса полезной нагрузки и точности. Однако досягаемость его конечных элементов, общее рабочее пространство и ориентация работы определяются конструкцией манипулятора.

Робот манипулятор не являются новой идеей и уже несколько лет работают во многих областях производства. По мере развития ИИ повышение точности и функциональности робототехники позволит таким манипуляторам решать больший спектр задач, обеспечивая, таким образом, больше функций и труда, чем роботизированные манипуляторы последних десятилетий.

Кинематика роботизированного манипулятора

Робот-манипулятор сконструирован с использованием жестких звеньев, соединенных шарнирами с одним неподвижным концом и одним свободным концом, для выполнения заданной задачи, такой как перемещение коробки из одного места в другое. Шарниры этого роботизированного манипулятора являются подвижными компонентами, что обеспечивает относительное перемещение между соседними звеньями. Кроме того, в этом роботизированном манипуляторе имеются два линейных шарнира, которые обеспечивают невращательное движение между звеньями, и три шарнира вращательного типа, которые обеспечивают относительное вращательное движение между соседними звеньями.

Манипулятор можно разделить на две части, каждая из которых выполняет различные функции:

• Рука и тело – Рука и тело робота состоят из трех суставов, соединенных большими звеньями. Их можно использовать для перемещения и размещения объектов или инструментов в рабочей области.
• Запястье – функция запястья заключается в расположении предметов или инструментов на рабочем месте. Структурные характеристики роботизированного запястья состоят из двух или трех компактных суставов.

Конфигурация Руки Роботизированного Манипулятора

Манипуляторы сгруппированы в несколько типов в зависимости от комбинации соединений, которые заключаются в следующем:

• Рычаг декартовой геометрии – Этот рычаг использует призматические шарниры для достижения любого положения в пределах своего прямоугольного рабочего пространства с помощью декартовых движений звеньев.
• Рычаг цилиндрической геометрии – Этот рычаг образован заменой поясного шарнира декартова рычага поворотным шарниром. Он может быть расширен до любой точки в пределах своего цилиндрического рабочего пространства с помощью комбинации перемещения и вращения.
• Рычаг полярной/сферической геометрии – Когда плечевой сустав декартова рычага заменяется поворотным шарниром, формируется рычаг полярной геометрии. Положения конечных эффекторов этого плеча описаны с использованием полярных координат.
• Шарнирное/поворотное геометрическое плечо — Замена локтевого сустава декартовой руки поворотным шарниром образует шарнирное плечо, которое работает в сложной толстостенной сферической оболочке.
• Автоматическая роботизированная рука с выборочным соответствием требованиям (SCARA) – Этот рычаг имеет два поворотных шарнира в горизонтальной плоскости, которые позволяют рычагу выдвигаться в пределах горизонтального плоского рабочего пространства. Робот TH650A SCARA от TM Robotics является отличным примером для демонстрации возможностей выбора и размещения роботизированных манипуляторов.