Introdução: Qual é o grau de liberdade, graus de liberdade em várias disciplinas têm significados diferentes, se for baseado no princípio da mecânica, seu significado é que a posição do mecanismo pode ser determinada quando o número de parâmetros independentes de movimento deve ser dado, que também é conhecido como o grau de liberdade do mecanismo. Este artigo se concentra no significado do grau de liberdade do braço robótico, bem como no cálculo do grau de liberdade do braço robótico.
O braço mecânico é semelhante ao braço humano, é um tipo de robô de vários graus de liberdade, por várias juntas de acionamento através da estrutura mecânica do próprio braço, é conectada uma a uma, cuja final pode perceber o espacial Movimento de vários graus de liberdade. Ao instalar atuadores como manipuladores, copos de sucção, tochas de solda, bicos etc. No final, ele pode substituir as pessoas para realizar parte do trabalho repetitivo de alta intensidade e alto risco.
Os braços robóticos geralmente têm seis graus de liberdade, geralmente os braços robóticos especializados têm apenas dois a quatro graus de liberdade, enquanto a maioria dos braços robóticos de uso geral tem três a seis graus de liberdade. Quanto maior o grau de liberdade de um braço robótico, mais complexa a ação realizada por seu mecanismo. Aqui está uma breve introdução ao significado dos graus de liberdade de um braço robótico.
Significado de graus de liberdade de um braço robótico
O número de articulações em um braço de robô que pode se mover independentemente é chamado de grau de liberdade de movimento do braço. O método de controle adotado pelos robôs industriais é tratar cada articulação no braço robótico como um mecanismo de servo separado, e cada eixo corresponde a um servo, e cada servo é controlado através de um barramento, que é controlado e coordenado pelo controlador em um unificado maneiras.
Seis graus de liberdade são geralmente usados no design de robôs industriais, que são tradução ao longo do eixo x, eixo y e eixo z; rotação ao redor do eixo x, eixo y e eixo z. Os três primeiros graus de liberdade são usados para determinar a posição, e os últimos três graus de liberdade são usados para determinar a atitude para realizar o controle do braço do robô. Um plano de referência coincide com a superfície inferior do objeto, limitando o objeto a se traduzir ao longo do eixo z, girar ao redor do eixo x e girar em torno do eixo y com três graus de liberdade; Dois planos de referência coincidem com a parte de trás do objeto novamente, limitando o objeto a se traduzir ao longo do eixo x e girar em torno do eixo z com dois graus de liberdade; Três planos de referência coincidem com o outro lado do objeto, limitando o objeto a se traduzir ao longo do eixo y com um grau de liberdade.
Se, de acordo com a forma estrutural diferente do braço do robô, poderá ser dividido em braço de robô e coordenadas cartesianas de várias jcos horizontais e assim por diante. Os braços robóticos multi-artesas horizontais geralmente têm três graus principais de liberdade: z 1- rotação do eixo, z 2- rotação do eixo e tradução do eixo z, e adicionando rotação do eixo x e rotação do eixo y Para o final do atuador, ele pode atingir qualquer ponto de coordenada no espaço. Sistema de coordenadas cartesianas Braço robótico geralmente consiste em três graus principais de liberdade, tradução do eixo x, tradução do eixo y, tradução do eixo z, adicionando rotação do eixo x, rotação do eixo y e rotação do eixo z no final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final do final Atuador, pode atingir qualquer ponto de coordenada no espaço.
Cálculo de graus de liberdade de braço robótico
O cálculo dos graus de liberdade do braço robótico é um pré -requisito no design do braço robótico. Ao calcular os graus de liberdade do braço robótico, é possível saber o tipo de movimento que pode ser gerado pelo braço robótico, por exemplo, se as articulações do braço robótico precisam ser movidas apenas para cima e para baixo, é necessário Para restringir as juntas para girar ao redor do eixo x, o eixo y, o eixo z e se mover ao longo da direção do eixo x e do eixo y. Os graus de liberdade de um braço robótico podem ser categorizados em graus planares e espaciais de liberdade, e seus graus de liberdade podem ser calculados usando cálculos simples.
Os graus planares de liberdade são calculados. Se todas as juntas do braço forem k, menos o membro fixo (o assento), o número de juntas do braço em movimento é n=k -1. Antes que as juntas sejam conectadas pelos subs de movimento, o número total de graus de liberdade dessas articulações é 3N. Quando os subs de movimento conectam essas juntas para formar o braço, o número de graus de liberdade das articulações individuais do braço diminui e o número total de restrições introduzidas por todos os subs de movimento no braço é 2pl+pH. Portanto, o número total de graus de liberdade das articulações menos o número total de restrições introduzidas pelos subs de movimento é igual aos graus de liberdade do braço. O número total de restrições introduzidas por todos os subs de movimento no braço é 2pl+pH. Portanto, o número total de graus de liberdade das articulações menos o número total de restrições introduzidas pelos subs de movimento é igual ao grau de liberdade do braço, ou seja, f =3 n -2 pl- O pH é a maneira de calcular os graus planares de liberdade.
A maneira de calcular os graus espaciais de liberdade. Primeiro de tudo, precisamos saber que o braço robótico tem seis graus de liberdade no espaço, ao contrário dos três graus de liberdade que ele tem no avião. Seu cálculo é basicamente o mesmo, são o número total de graus de liberdade de articulações menos o número total de restrições introduzidas pelo movimento vice é igual ao grau de liberdade do braço robótico, o cálculo: f=6} n -5 p 5-4 p 4-3 p 3-2 p 2- p1. F representa o grau de liberdade do braço robótico, 6n representa o número total de graus de liberdade das articulações e p1, p2, p3, p4 e p5 representam o número de níveis 1-5} do movimento vice, respectivamente.
Navegue pelo artigo acima para entender o significado do grau de liberdade do braço robótico e como calcular, o número de articulações no braço robótico que pode se mover de forma independente é o grau de liberdade do braço robótico. O número de articulações no braço que pode se mover independentemente é o número de graus de liberdade do braço. Geralmente, ao projetar um braço robótico, usaremos o cálculo de seus graus de liberdade para conhecer o possível movimento do braço através do cálculo. Siga -nos para saber mais sobre os graus de liberdade de armas robóticas e suas aplicações.