Роботизированная рука

Type of mechanical arm with similar functions to a human arm

Canadarm при развертывании полезной нагрузки из грузового отсека космического корабля "Шаттл "

Роботизированная рука — это тип механической руки , обычно программируемой , с функциями, аналогичными человеческой руке ; рука может быть совокупностью механизма или частью более сложного робота . Звенья такого манипулятора соединены шарнирами, допускающими либо вращательное движение (например, в шарнирно-сочлененном роботе ), либо поступательное (линейное) перемещение. ^{[1] [2]} Звенья манипулятора можно считать образующими кинематическую цепь . Конец кинематической цепи манипулятора называется концевым эффектором и аналогичен руке человека . Однако термин «роботизированная рука» как синоним роботизированной руки часто запрещается .

Типы

• Декартовский робот /портальный робот : используется для работ по сборке и установке , нанесения герметика, сборочных операций, перемещения станков и дуговой сварки. Это робот, рука которого имеет три призматических сустава, оси которых совпадают с декартовым координатором.
• коллаборативный робот / Кобот : приложения коботов контрастируют с традиционными приложениями для промышленных роботов, в которых роботы изолированы от контакта с человеком. Cobot имеет широкий спектр приложений, таких как: коммерческое применение, робототехнические исследования, дозирование, погрузочно-разгрузочные работы, сборка, отделка, контроль качества. Безопасность коботов может зависеть от легких конструкционных материалов, закругленных краев и внутреннего ограничения скорости и силы или от датчиков и программного обеспечения, обеспечивающих безопасное поведение.
• Цилиндрический робот : используется для операций сборки, перемещения на станках, точечной сварки и перемещения на машинах для литья под давлением. Это робот, оси которого образуют цилиндрическую систему координат.
• Сферический робот/Полярный робот : используется для работы со станками, точечной сварки, литья под давлением, футеровочных машин, газовой и дуговой сварки. Это робот, оси которого образуют полярную систему координат. ^[3]
• Робот SCARA : используется для работ по сборке и установке, нанесения герметика, сборочных операций и перемещения станков. Этот робот оснащен двумя параллельными вращающимися шарнирами, обеспечивающими податливость в плоскости.
• Шарнирно-сочлененный робот : используется для сборочных операций, литья под давлением, футеровки машин, газовой сварки, дуговой сварки и окраски распылением. Это робот, рука которого имеет как минимум три вращающихся шарнира.
• Параллельный робот : одно из применений — мобильная платформа для управления авиасимуляторами в кабине. Это робот, руки которого имеют совмещенные призматические или вращающиеся суставы.
• Антропоморфный робот : его форма напоминает человеческую руку, то есть с независимыми пальцами и большими пальцами.

..

Известные роботизированные руки

В космосе Canadarm и его преемник Canadarm2 являются примерами роботизированного оружия с несколькими степенями свободы . Эти роботизированные руки использовались для выполнения различных задач, таких как осмотр космического корабля "Шаттл" с использованием специально развернутой стрелы с камерами и датчиками , прикрепленными к концевому эффектору, а также маневры по развертыванию и извлечению спутников из грузового отсека космического корабля "Шаттл ". ^[6]

Роверы Curiosity и Perseverance на планете Марс также используют роботизированное оружие . ^{[7] [8] [9] [10]} Кроме того, Perseverance имеет меньший рычаг кэширования образцов, спрятанный внутри его корпуса под марсоходом в блоке кэширования.

TAGSAM — роботизированная рука для сбора образца с небольшого астероида в космосе на космическом корабле OSIRIS-REx . ^[11]

Марсианский спускаемый аппарат InSight 2018 года имеет роботизированную руку под названием IDA, у него есть камера, захват, который используется для перемещения специальных инструментов. ^[12]

Анимация сейсмометра спускаемого аппарата InSight, который поднимается с тарелки его роботизированной рукой и помещается на поверхность Марса.

Недорогие роботизированные руки

За десятилетие 2010 года доступность недорогого роботизированного оружия существенно возросла. Хотя такие роботизированные руки в основном продаются как устройства для хобби или обучения, были предложены приложения для автоматизации лабораторий , например, их использование в качестве автосамплеров . ^{[13] [14]}

Классификация

Роботизированная рука устанавливает сегменты главного зеркала космического телескопа Джеймса Уэбба

Серийную руку робота можно описать как цепь звеньев, которые приводятся в движение суставами, приводимыми в действие двигателями. К концу цепи можно прикрепить концевой эффектор , также называемый рукой робота. Как и другие роботизированные механизмы, роботизированные руки обычно классифицируются по количеству степеней свободы . Обычно количество степеней свободы равно количеству шарниров, которые перемещают звенья руки робота. Требуется как минимум шесть степеней свободы, чтобы рука робота могла принять произвольную позу (положение и ориентацию) в трехмерном пространстве. Дополнительные степени свободы позволяют менять конфигурацию какого-либо звена руки (например, локоть вверх/вниз), сохраняя при этом руку робота в той же позе. Обратная кинематика — это математический процесс расчета конфигурации руки, обычно с точки зрения углов суставов, с учетом желаемого положения руки робота в трехмерном пространстве.

Canadarm ищет космический корабль снабжения на околоземной орбите

Роботизированные руки

Роботизированная рука

Конечный эффектор, или роботизированная рука, может быть спроектирован для выполнения любой желаемой задачи, такой как сварка, захват, вращение и т. д., в зависимости от применения. Например, роботы-манипуляторы на сборочных линиях автомобилей выполняют различные задачи, такие как сварка , вращение и размещение деталей во время сборки. В некоторых обстоятельствах желательна точная имитация человеческой руки, как в случае с роботами, предназначенными для обезвреживания и обезвреживания бомб . ^[15]

Смотрите также

• 3D-печать
• Шарнирно-сочлененный робот
• Оффлайн программирование
• Симулятор робота
• Европейская роботизированная рука
• Марсоход Curiosity — роботизированная рука
• Открытая аппаратная робототехника
• Протезирование
• Комплекс робототехники
• Рабочий конверт

Рекомендации

1. Техническое руководство OSHA
2. «Статья о космической робототехнике, стр. 9» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 16 ноября 2017 г. Проверено 9 апреля 2007 г.
3. «Полярные роботы: типы, приложения и преимущества». 28 мая 2023 г.
4. «Рука робота и компьютерное зрение». YouTube . Архивировано из оригинала 15 декабря 2021 г. Проверено 29 июля 2016 г.
5. «Робот-манипулятор MeArm с открытым исходным кодом (исходные файлы)» . Проверено 21 июня 2016 г.
6. IEEE Xplore: Canadarm захватывает эту стрелу и может расположить ее в необходимых положениях, чтобы обеспечить полную проверку.
7. "Ровер Curiosity - Рука и рука" . Лаборатория реактивного движения . НАСА . Проверено 21 августа 2012 г.
8. Яндура, Луиза. «Отбор проб, обработка и обращение с пробами в научной лаборатории Марса: проблемы проектирования подсистем и испытаний» (PDF) . Лаборатория реактивного движения . НАСА . Проверено 21 августа 2012 г.
9. «Любопытство протягивает руку». Лаборатория реактивного движения . НАСА. 21 августа 2012 года. Архивировано из оригинала 22 августа 2012 года . Проверено 21 августа 2012 г.
10. Биллинг, Риус; Флейшнер, Ричард (2011). «Робот-манипулятор Марсианской научной лаборатории» (PDF) . 15-й Европейский симпозиум по космическим механизмам и трибологии , 2011 г. Проверено 21 августа 2012 г.
11. Хилле, Карл (16 ноября 2018 г.). «OSIRIS-REx готов пометить астероид». НАСА . Проверено 15 декабря 2018 г.
12. «О посадочном модуле | Космическом корабле» .
13. Карвальо, Матеус К.; Эйр, Брэдли Д. (1 декабря 2013 г.). «Недорогой, простой в сборке, портативный и универсальный автопробоотборник для жидкостей». Методы океанографии . 8 : 23–32. Бибкод : 2013MetOc...8...23C. дои : 10.1016/j.mio.2014.06.001.
14. МакМорран, Даррен; Чанг, Дуэйн Чанг Ким; Ли, Джонатан; Мурадоглу, Мурат; Лью, Ой Ва; Нг, Так Ва (16 февраля 2016 г.). «Адаптация недорогого селективного шарнирного робота-манипулятора для предотвращения разливов». Журнал автоматизации лабораторий . 21 (6): 799–805. дои : 10.1177/2211068216630742 . ISSN  2211-0682. ПМИД  26882923.
15. Сотрудники (Национальная лаборатория Сандии) (16 августа 2012 г.), «Реалистичная и экономичная роботизированная рука может вывести из строя СВУ», журнал R&D Magazine , rdmag.com , получено 13 сентября 2012 г.

Внешние ссылки

• Типы рук робота