הקדמה: מהי מידת החופש, דרגות החופש בתחומים שונים יש משמעויות שונות, אם היא מבוססת על עיקרון המכניקה, משמעותו היא שניתן לקבוע את מיקום המנגנון כאשר מספר הפרמטרים העצמאיים של התנועה חייב ניתן לתת, המכונה גם מידת החופש של המנגנון. מאמר זה מתמקד במשמעות מידת החופש של הזרוע הרובוטית, כמו גם בחישוב מידת החופש של הזרוע הרובוטית.
הזרוע המכנית דומה לזרוע האנושית, היא סוג של רובוט רב-תחום-חופשי, על ידי מספר מפרקי הכונן דרך המבנה המכני של הזרוע עצמה מחובר בזה אחר זה, שסופו יכול לממש את המרחב תנועת מרובי-מעלות-חלבון. על ידי התקנת מפעילים כמו מניפולציות, כוסות יניקה, לפידים ריתוך, חרירים וכו 'בסוף זה יכול להחליף אנשים לבצע חלק מהעבודה החוזרת על עצמה בעוצמה גבוהה.
לזרועות רובוטיות בדרך כלל יש שש דרגות חופש, בדרך כלל זרועות רובוטיות מתמחות יש רק שתיים עד ארבע דרגות של חופש, בעוד שלרוב הזרועות הרובוטיות לשימוש כללי יש שלוש עד שש דרגות חופש. ככל שמידת החופש של זרוע רובוטית גבוהה יותר, כך הפעולה המבוצעת על ידי המנגנון שלה מורכבת יותר. להלן מבוא קצר למשמעות דרגות החופש של זרוע רובוטית.
משמעות דרגות החופש של זרוע רובוטית
מספר המפרקים בזרוע רובוט שיכולה לנוע באופן עצמאי נקרא מידת חופש התנועה של הזרוע. שיטת הבקרה שאומצה על ידי רובוטים תעשייתיים היא להתייחס לכל מפרק על הזרוע הרובוטית כמנגנון סרוו נפרד, וכל ציר תואם סרוו, וכל סרוו נשלט דרך אוטובוס, הנשלט ומתואם על ידי הבקר במאחד דֶרֶך.
בדרך כלל משתמשים בשש דרגות חופש בעיצוב רובוטים תעשייתיים, שהם תרגום לאורך ציר ה- X, ציר Y וציר Z; סיבוב סביב ציר ה- X, ציר Y וציר Z. שלוש דרגות החופש הראשונות משמשות לקביעת המיקום, ושלוש דרגות החופש האחרונות משמשות לקביעת הגישה על מנת לממש את השליטה בזרוע הרובוט. מישור התייחסות אחד עולה בקנה אחד עם המשטח התחתון של האובייקט, מגביל את האובייקט לתרגם לאורך ציר ה- Z, להסתובב סביב ציר ה- X, ולסתובב סביב ציר ה- Y עם שלוש דרגות חופש; שני מטוסי עזר חופפים לצד האחורי של האובייקט שוב, ומגבילים את האובייקט לתרגם לאורך ציר ה- X ולהסתובב סביב ציר ה- Z עם שתי דרגות חופש; שלושה מטוסי עזר חופפים לצד השני של האובייקט, ומגבילים את האובייקט לתרגם לאורך ציר ה- Y עם דרגה אחת של חופש.
אם על פי הצורה המבנית השונה של זרוע הרובוט ניתן לחלק לזרוע הרובוט הרובוט הרובוט הרובוט הרובוט הרובוט הרובוט הקורסני וכן הלאה. לזרועות רובוטיות רב-מפרקיות אופקיות יש בדרך כלל שלוש דרגות עיקריות של חופש: z 1- סיבוב ציר, z 2- סיבוב ציר ותרגום ציר z, ועל ידי הוספת סיבוב x-ציר וסיבוב ציר Y עד סוף המפעיל הוא יכול להגיע לכל נקודת תיאום במרחב. מערכת הקואורדינטות הקרטזית הזרוע רובוטית מורכבת בדרך כלל משלוש דרגות עיקריות של חופש, תרגום ציר X, תרגום ציר Y, תרגום ציר Z, על ידי הוספת סיבוב ציר X, סיבוב ציר y וסיבוב ציר Z בסוף סוף מפעיל, זה יכול להגיע לכל נקודת תיאום במרחב.
חישוב דרגות חופש הזרוע הרובוטית
חישוב דרגות החופש של הזרוע הרובוטית הוא תנאי מוקדם בעיצוב הזרוע הרובוטית. על ידי חישוב דרגות החופש של הזרוע הרובוטית, ניתן לדעת את סוג התנועה שעשוי להיווצר על ידי הזרוע הרובוטית, למשל, אם יש להזיז את המפרקים של הזרוע הרובוטית רק למעלה ולמטה, יש צורך כדי להגביל את המפרקים להסתובב סביב ציר ה- X, ציר ה- Y, ציר ה- Z, ולנוע לאורך כיוון ציר ה- X וציר ה- Y. ניתן לסווג את דרגות החופש של זרוע רובוטית לדרגות מישוריות ומרחביות של חופש, וניתן לחשב את דרגות החופש שלהן באמצעות חישובים פשוטים.
מחושבים דרגות החופש המישוריות. אם כל מפרקי הזרוע הם K, מינוס החבר הקבוע (המושב), מספר המפרקים של הזרוע בתנועה הוא n=k -1. לפני שהמפרקים מחוברים על ידי תת התנועה, המספר הכולל של דרגות החופש של המפרקים הללו הוא 3n. כאשר תת התנועה מחברים בין המפרקים הללו ליצירת הזרוע, מספר דרגות החופש של המפרקים האישיים של הזרוע פוחת, ומספר האילוצים הכולל שהוצגו על ידי כל תת -התנועה בזרוע הוא 2PL+pH. לפיכך, המספר הכולל של דרגות החופש של המפרקים פחות המספר הכולל של האילוצים המוצגים על ידי תת -התנועה שווה לדרגות החופש של הזרוע. המספר הכולל של האילוצים שהוצגו על ידי כל תת -התנועה בזרוע הוא 2PL+pH. אז, המספר הכולל של דרגות החופש של המפרקים מינוס המספר הכולל של האילוצים המוצגים על ידי תת-תנועה שווה למידת החופש של הזרוע, כלומר, f =3 n -2 pl- PH היא הדרך לחישוב דרגות החופש המישוריות.
הדרך לחשב את דרגות החופש המרחביות. ראשית, עלינו לדעת שלזרוע הרובוטית יש שש דרגות חופש בחלל, בשונה משלוש דרגות החופש שיש לה במטוס. החישוב שלהם הוא בעצם זהה, הם המספר הכולל של דרגות החופש של המפרקים פחות המספר הכולל של האילוצים שהוצגו על ידי סגן ההצעה שווה למידת החופש של הזרוע הרובוטית, החישוב: f=6 n -5 p 5-4 p 4-3 p 3-2 p 2- p1. F מייצג את מידת החופש של הזרוע הרובוטית, 6N מייצג את המספר הכולל של דרגות החופש של המפרקים, ו- P1, P2, P3, P4 ו- P5 מייצגים את מספר 1-5 של סגן התנועה, בהתאמה.
עיין במאמר לעיל כדי להבין את משמעות מידת החופש של הזרוע הרובוטית וכיצד לחשב, מספר המפרקים בזרוע הרובוטית שיכול לנוע באופן עצמאי הוא מידת החופש של הזרוע הרובוטית. מספר המפרקים בזרוע שיכול לנוע באופן עצמאי הוא מספר דרגות החופש של הזרוע. בדרך כלל בעת תכנון זרוע רובוטית, אנו נשתמש בחישוב דרגות החופש שלה כדי לדעת את התנועה האפשרית של הזרוע באמצעות החישוב. עקוב אחרינו כדי ללמוד יותר על דרגות החופש של נשק רובוטי ויישומיהם.