Механічні руки

Введення

Робот (чеш. robot, від robota - підневільну працю, rob - Раб), машина з антропоморфним (людиноподібним) поведінкою, яка частково або повністю виконує функції людини (іноді тварини) при взаємодії з навколишнім світом. Перші згадки про людиноподібних машинах зустрічаються ще в давньогрецьких міфах. Термін "робот" був вперше введений К. Чапеком в п'єсі "R. U. R. " (1920), де Роботами називали механічних людей. В даний час робототехніка перетворилася на розвинену галузь промисловості: тисячі промислових роботів працюють на різних підприємствах світу, підводні маніпулятори стали неодмінною приналежністю підводних дослідницьких і рятувальних апаратів, вивчення космосу спирається на широке використання роботів з різним рівнем інтелекту. З розвитком робототехніки визначилися 3 різновиди Роботів: з жорсткою програмою дій; маніпулятори, керовані людиною-оператором; зі штучним інтелектом (іноді звані інтегральними), діючі цілеспрямовано ("розумно") без втручання людини. Більшість сучасних Роботів (всіх трьох різновидів) - Роботи маніпулятори, хоча існують і інші види Роботів (Наприклад, інформаційні, крокуючі і т. п.). Можливе об'єднання Роботів першої та другої різновидів в одній машині з поділом часу їх функціонування. Допустима також спільна робота людини з Роботами третього виду (в тому званому супервизорного режимі). Перші Роботи ("андроїди", імітували рухи і зовнішній вигляд людини) використовувалися переважно в розважальних цілях. З 30-х рр.. у зв'язку з автоматизацією виробництва Роботи - автомати стали застосовувати в промисловості поряд з традиційними засобами автоматизації технологічних процесів, зокрема в дрібносерійному виробництві і особливо в цехах з шкідливими умовами праці.

Промисловий Робот маніпулятор має "механічну руку" (одну або кілька) і винесений пульт управління або вбудований пристрій програмного керування, рідше ЕОМ. Він може, наприклад, переміщати деталі масою до декількох десятків кг в радіусі дії його "механічних рук" (до 2 м), виконуючи від 200 до 1000 переміщень в годину. Промислові Роботи - автомати мають перевагу перед людиною в швидкості і точності виконання ручних одноманітних операцій. Найбільш поширені Роботи маніпулятори з дистанційним керуванням і "Механічною рукою", закріпленої на рухомому або нерухомому підставі. Оператор управляє рухом маніпулятора, одночасно спостерігаючи її безпосередньо або на телевізійному екрані, у останньому випадку. Роботи забезпечується "телевізійним оком" - передавальної телевізійної камерою. Часто Робот оснащують навчається автоматичною системою управління. Якщо Такого Роботу "показують" послідовність операцій, то система управління фіксує всі у вигляді програми управління і потім точно відтворює при роботі. Роботи маніпулятори використовують для роботи в умовах відносної недоступності або в небезпечних, шкідливих для людини умовах, наприклад в атомній промисловості, де вони застосовуються з 50-х рр.. У 60-х рр.. з'явилися підводні Роботи маніпулятори різноманітних конструкцій і призначення: від глибоководних керованих апаратів з "механічними руками" (в Зокрема, для захоплення зразків породи з дна моря і т. д.) і плазунів по морському дну платформ з дослідницькою апаратурою до підводних бульдозерів і бурових установок. Подібні маніпулятори застосовуються і в космонавтиці, на американських "шаттлів".

Робот - це універсальний автомат, що дозволяє виконувати механічні дії. Його принциповою особливістю є швидка оперативна перебудова з одного виконуваної операції на іншу. Існує декілька різновидів роботів і для кожного з них є своє визначення. Найчастіше говорять про трьох поколіннях роботів: промислових роботах або маніпуляторах, адаптивних роботів і роботах зі штучним інтелектом або як казали раніше - інтегральних роботах.

Маніпулятор, 1) в гірничій справі - основний механізм бурової каретки, призначений для переміщення в привибійному просторі автоподатчика з перфоратором (бурильної машиною).

2) У процесах обробки металів тиском - машина для виконання допоміжних операцій, пов'язаних зі зміною положення заготовки.

3) У ядерній техніці - пристосування для роботи з радіоактивними речовинами, що виключає безпосередній контакт людини з цими речовинами. За допомогою М. можна захоплювати предмет, що знаходиться за захисною стінкою, переміщати і повертати його. М. пантографічне типу з механічним приводом (копіює М.) точно відтворює рух руки оператора. Кутова орієнтація копирующей В«рукиВ» і рухи, що імітують стискання та захоплення, передаються гідравлічним приводом або тросами, що йдуть від керуючої рукоятки до копирующей В«руціВ». Для дистанційного керування на великій відстані від оператора застосовуються М., керуюче та копіює плечі яких пов'язані між собою електрично.

В«МЕХАНІЧНІ РУКИВ»

Історія механічних рук починається з ... атомної фізики. Справа в тому, що багато матеріалів, з якими доводиться мати справу в цій галузі науки, володіють радіоактивністю - властивість виділяти в навколишній простір небезпечні для здоров'я людини промені. Механічні руки стали встановлювати там, куди доступ людини небажаний, а сам він, керуючий руками, розташовувався в іншому, безпечному приміщенні. Можна сказати, що в цих копіюють маніпуляторах була використана та ж ідея, що і у відомих всім ляльках - маріонетка. Оператор, що працює на маніпуляторі, рукою приводить в рух керуючий механізм, ланки якого з'єднані з відповідними ланками виконавчого механізму, повторює всі рухи руки оператора.

При роботі з радіоактивними речовинами відстані від оператора до виконавчих рук маніпулятора може доходити до десятків метрів, при роботах в підводному світі - до тисяч метрів. При застосуванні маніпуляторів в космічному просторі це відстань буде вимірюватися сотнями тисяч, мільйонами кілометрів ... Надійне і точне управління на значній відстані - ось перша вимога, яке пред'являють до будь-якої конструкції копіює маніпулятора. Перше, але не єдине

РОБОТ ТИПУ В«РУКАВ»

Кожен робот розрахований на виконання тієї чи іншої роботи, яка і визначає його конструкцію, розміри, ступінь рухливості, число рук і пальців на руці, вантажопідйомність, точність руху і т.д. Незалежно від того, чи варто робот біля верстатів, пересувається між ними або повзає під стелею, у нього завжди є потужна механічна рука з двома або чотирма пальцями. Роботи відрізняються один від іншого загальним виглядом, габаритами і технічними характеристиками, але у них є і загальні ознаки. На рис. 4 зображено структурна схема такого робота. Рукою управляє або оператор з пульта, або мозок робота - його ЦВМ (цифрова обчислювальна машина). У блоці пам'яті знаходиться програма дій робота, яку вводять в нього або яку він набуває під час навчання.

Загальний блок управління електричними, гідравлічними або пневматичними двигунами, розташованими у плечі руки, передпліччя, в кисті, складається з ланцюгів керування рухом руки по кожної з координатних осей. Скільки ступенів свободи у руки, стільки й ланцюгів управління.

Рис. 4. Структурна схема робота.

Робот - маніпулятор, вставши на робоче місце, узгоджує свою роботу з обслуговуваним технологічним обладнанням. Рухи руки точні, повороти строго розраховані в часі. Робот з обладнанням утворює автоматизовану осередок. З таких осередків складають робототехнологічних комплекси або лінії. Одне з найбільш найпоширеніших занять роботів - маніпуляторів - забарвлення виробів.

Офарблюють зазвичай способом набризкування. Щоб захиститися від шкідливої вЂ‹вЂ‹дії розпороли фарби, доводиться працювати у спеціальній масці, а робочу зону обладнати спеціальними захисними пристроями. Це складно, дорого і все одно ненешкідливо для людини. Якщо ж забарвлення виробів доручити маніпулятору, а керування ним людині..., це оздоровить умови роботи і підвищить продуктивність праці.

Процеси формування цегли зазвичай високомеханізовані. За формовкой слідують операції пропарювання, випалення, що вимагають перекладання цегли і складання його в піраміди певної конфігурації. Ці операції також можна механізувати і автоматизувати, використовуючи маніпулятори. Механічна рука може брати одночасно 5-6 і більше цегли, кожен з яких важить до 4 кг, і не боїться обпектися, навіть якщо вони тільки що з печі.

Скляні заготовки для телевізійного кінескопа можуть важити 10-15 кг. Складний технологічний процес їх виготовлення вимагає багаторазового встановлення, знімання, вантаження. Сотні людей були зайняті цією малопродуктивної роботою, але їм на зміну прийшли механічні руки.

Ці кілька скупих прикладів ясно свідчать про те, як широко поле діяльності, що відкривається перед автоматичними маніпуляторами в самих різних областях виробництва.

РОБОТИ ПЕРШОГО ПОКОЛІННЯ - навчати МАНІПУЛЯТОРИ

Кожен промисловий робот - маніпулятор складається з двох основних частин: маніпулятора і пристрої управління. Перша відповідає за всі необхідні рухи, друга - за управління ними. Описуючи конструктивну компоновку робота для промисловості, важко удержатися від порівняння його з В«конструкцієюВ» людини. Кожен промисловий робот має мозок - блок управління і механічну частину, що включає тіло і руку. Тіло робота - це, як правило, масивне підставу або, як його називають, станина, а рука - багатоланковий важільний механізм - маніпулятор. Щоб рука могла здійснювати належне їй різноманіття рухів, вона має м'язи - привід. Завдання м'язів - перетворювати сигнали блоку управління в механічні переміщення руки. Вінчає механічну руку кисть або захватне пристрій - схват.

Більшість промислових роботів має одну руку, але існують і роботи, що володіють двома, трьома і більше руками. Поглянувши на руки промислового робота, майже будь людина, навіть не володіє проникливістю Шерлока Холмса, зможе, трохи подумавши, визначити сферу В«професійних інтересівВ» робота. Ось клешні з трьох гаків для круглих поковок, ось присоски, як у восьминога, для скляних листів, ось ківш для сипучих матеріалів, і т.д. і т.п. Ще простіше розібратися в обов'язках робота, якщо руки його забезпечені спеціалізованим інструментом: свердлом, фарборозпилювачем, гайковертом та ін Інструмент закріплений прямо на руці, а не в схопили, тепер вже непотрібному.

Розрізняють руки роботів і за розмірами: є екземпляри рук для роботи з багатотонними валами, а є Мініатюрні щипчики - пінцетик для виробів мікроелектроніки або часових шестерінок. Деякі пальчики - вусики маніпулюють деталями, помітними лише в мікроскоп.

C писок літератури

1. Вадим Вікторович Мацкевич В«Цікава анатомія роботівВ» - М.: Сов. радіо, 1980.

2. Значення слова "Маніпулятор" вакансии в Киеве