Роботизированная рука

Тип механической руки с функциями, аналогичными функциям человеческой руки.

Роботизированная рука — это тип механической руки , обычно программируемой , с функциями, аналогичными функциям человеческой руки ; рука может быть совокупностью механизма или может быть частью более сложного робота . Звенья такого манипулятора соединены сочленениями, позволяющими совершать либо вращательное движение (например, в сочлененном роботе ), либо поступательное (линейное) перемещение. ^[1]^[2] Звенья манипулятора можно рассматривать как образующие кинематическую цепь . Конечная точка кинематической цепи манипулятора называется конечным эффектором и аналогична человеческой руке . Однако термин «роботизированная рука» как синоним роботизированной руки часто запрещается .

Типы

Декартов робот / Портальный робот : используется для подъемно-транспортных работ, нанесения герметика, сборочных операций, обработки станков и дуговой сварки. Это робот, рука которого имеет три призматических сочленения, оси которых совпадают с декартовым координатором.
коллаборативный робот / Cobot : применение Cobot отличается от традиционного применения промышленных роботов, в которых роботы изолированы от контакта с человеком. Cobot имеет широкий спектр применения, например: коммерческое применение, роботизированные исследования, дозирование, обработка материалов, сборка, отделка, контроль качества. Безопасность Cobot может зависеть от легких конструкционных материалов, закругленных краев и неотъемлемого ограничения скорости и силы или от датчиков и программного обеспечения, которые обеспечивают безопасное поведение.
Цилиндрический робот : используется для сборочных операций, обработки на станках, точечной сварки и обработки на машинах для литья под давлением. Это робот, оси которого образуют цилиндрическую систему координат.
Сферический робот / Полярный робот : используется для обработки станков, точечной сварки, литья под давлением, зачистки машин, газовой сварки и дуговой сварки. Это робот, оси которого образуют полярную систему координат. ^[3]
Робот SCARA : используется для подъемно-транспортных работ, нанесения герметика, сборочных операций и обработки станков. Этот робот оснащен двумя параллельными вращающимися соединениями для обеспечения соответствия в плоскости.
Шарнирный робот : используется для сборочных операций, литья под давлением, зачистки машин, газовой сварки, дуговой сварки и окраски распылением. Это робот, рука которого имеет не менее трех вращающихся сочленений.
Параллельный робот : одно из применений — мобильная платформа для управления кабинными летными тренажерами. Это робот, руки которого имеют параллельные призматические или вращающиеся сочленения.
Антропоморфный робот : по форме напоминает человеческую руку, то есть с независимыми пальцами и большими пальцами.

..

Известные роботизированные руки

В космосе Canadarm и его преемник Canadarm2 являются примерами роботизированных рук с несколькими степенями свободы . Эти роботизированные руки использовались для выполнения различных задач, таких как осмотр космического челнока с использованием специально развернутой стрелы с камерами и датчиками , прикрепленными к конечному эффектору, а также для развертывания и извлечения спутников из грузового отсека космического челнока . ^[6]

Марсоходы Curiosity и Perseverance на планете Марс также используют роботизированные руки . ^[7]^[8]^[9]^[10] Кроме того, Perseverance имеет меньшую руку для кэширования образцов , спрятанную внутри его корпуса под марсоходом в его кэширующем узле.

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

Посадочный модуль InSight , который будет запущен на Марс в 2018 году , оснащен роботизированной рукой IDA, оснащенной камерой и захватом и используемой для перемещения специальных инструментов. ^[12]

Недорогие роботизированные руки

В десятилетие 2010 года доступность недорогих роботизированных рук существенно возросла. Хотя такие роботизированные руки в основном продаются как хобби или образовательные устройства, были предложены приложения в лабораторной автоматизации , например, их использование в качестве автосэмплеров . ^[13]^[14]

Классификация

Серийную руку робота можно описать как цепочку звеньев, которые перемещаются сочленениями, которые приводятся в действие двигателями. Конечный эффектор , также называемый рукой робота, может быть прикреплен к концу цепи. Как и другие роботизированные механизмы, руки робота обычно классифицируются по числу степеней свободы . Обычно число степеней свободы равно числу сочленений, которые перемещают звенья руки робота. Требуется не менее шести степеней свободы, чтобы рука робота могла достичь произвольной позы (положения и ориентации) в трехмерном пространстве. Дополнительные степени свободы позволяют изменять конфигурацию некоторого звена на руке (например, локоть вверх/вниз), сохраняя при этом руку робота в той же позе. Обратная кинематика — это математический процесс расчета конфигурации руки, как правило, в терминах углов сочленений, учитывая желаемую позу руки робота в трехмерном пространстве.

Роботизированные руки

Конечный эффектор, или роботизированная рука, может быть разработана для выполнения любой желаемой задачи, такой как сварка, захват, вращение и т. д., в зависимости от применения. Например, роботизированные руки на сборочных линиях автомобилей выполняют различные задачи, такие как сварка , вращение и размещение деталей во время сборки. В некоторых обстоятельствах желательна близкая имитация человеческой руки, как в роботах, предназначенных для проведения обезвреживания и утилизации бомб . ^[15]

Смотрите также

В Scholia есть профиль темы « Роботизированная рука» .

Ссылки

^ Техническое руководство OSHA
^ "Paper on Space Robotics, pg 9" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2017-11-16 . Получено 2007-04-09 .
^ «Полярные роботы: типы, применение и преимущества». 28 мая 2023 г.
^ "Robot Arm and Computer Vision". YouTube . Архивировано из оригинала 2021-12-15 . Получено 29 июля 2016 .
^ "MeArm Open Source Robot Arm (исходные файлы)" . Получено 21 июня 2016 г. .
^ IEEE Xplore: Canadarm захватывает эту стрелу и может расположить ее в необходимых положениях, чтобы обеспечить полный осмотр
^ "Curiosity Rover - Arm and Hand". JPL . NASA . Получено 21-08-2012 .
^ Джандура, Луиза. «Получение образцов в Марсианской научной лаборатории, обработка и обращение с образцами: проблемы проектирования и тестирования подсистем» (PDF) . JPL . NASA . Получено 21.08.2012 .
^ "Curiosity Stretches its Arm". JPL . NASA. 21 августа 2012 г. Архивировано из оригинала 22 августа 2012 г. Получено 21 августа 2012 г.
^ Биллинг, Риус; Фляйшнер, Ричард (2011). "Роботизированная рука Марсианской научной лаборатории" (PDF) . 15-й Европейский симпозиум по космическим механизмам и трибологии 2011 г. Получено 21 августа 2012 г.
^ Хилле, Карл (16.11.2018). «OSIRIS-REx готов пометить астероид». NASA . Получено 15.12.2018 .
^ «О посадочном модуле | Космический корабль».
^ Карвальо, Матеус С.; Эйр, Брэдли Д. (2013-12-01). «Недорогой, простой в сборке, портативный и универсальный автосэмплер для жидкостей». Методы в океанографии . 8 : 23– 32. Bibcode :2013MetOc...8...23C. doi :10.1016/j.mio.2014.06.001.
^ Макморран, Даррен; Чунг, Дуэйн Чунг Ким; Ли, Джонатан; Мурадоглу, Мурат; Лью, Ой Ва; Нг, Так Ва (2016-02-16). «Адаптация недорогой селективной податливой шарнирной роботизированной руки для предотвращения утечек». Журнал лабораторной автоматизации . 21 (6): 799– 805. doi : 10.1177/2211068216630742 . ISSN 2211-0682. PMID 26882923.
↑ Сотрудники (Национальные лаборатории Сандии) (16 августа 2012 г.), «Жизнеспособная, рентабельная роботизированная рука может отключать СВУ», R&D Magazine , rdmag.com , получено 13 сентября 2012 г.

Внешние ссылки

Типы роботизированных рук

[1] Техническое руководство OSHA

[2] "Paper on Space Robotics, pg 9" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2017-11-16 . Получено 2007-04-09 .

[3] «Полярные роботы: типы, применение и преимущества». 28 мая 2023 г.

[4] "Robot Arm and Computer Vision". YouTube . Архивировано из оригинала 2021-12-15 . Получено 29 июля 2016 .

[5] "MeArm Open Source Robot Arm (исходные файлы)" . Получено 21 июня 2016 г. .

[IEEE-6] IEEE Xplore: Canadarm захватывает эту стрелу и может расположить ее в необходимых положениях, чтобы обеспечить полный осмотр

[rover_arm-7] "Curiosity Rover - Arm and Hand". JPL . NASA . Получено 21-08-2012 .

[Test_challenges-8] Джандура, Луиза. «Получение образцов в Марсианской научной лаборатории, обработка и обращение с образцами: проблемы проектирования и тестирования подсистем» (PDF) . JPL . NASA . Получено 21.08.2012 .

[stretches_arm-9] "Curiosity Stretches its Arm". JPL . NASA. 21 августа 2012 г. Архивировано из оригинала 22 августа 2012 г. Получено 21 августа 2012 г.

[10] Биллинг, Риус; Фляйшнер, Ричард (2011). "Роботизированная рука Марсианской научной лаборатории" (PDF) . 15-й Европейский симпозиум по космическим механизмам и трибологии 2011 г. Получено 21 августа 2012 г.

[11] Хилле, Карл (16.11.2018). «OSIRIS-REx готов пометить астероид». NASA . Получено 15.12.2018 .

[12] «О посадочном модуле | Космический корабль».

[13] Карвальо, Матеус С.; Эйр, Брэдли Д. (2013-12-01). «Недорогой, простой в сборке, портативный и универсальный автосэмплер для жидкостей». Методы в океанографии . 8 : 23– 32. Bibcode :2013MetOc...8...23C. doi :10.1016/j.mio.2014.06.001.

[14] Макморран, Даррен; Чунг, Дуэйн Чунг Ким; Ли, Джонатан; Мурадоглу, Мурат; Лью, Ой Ва; Нг, Так Ва (2016-02-16). «Адаптация недорогой селективной податливой шарнирной роботизированной руки для предотвращения утечек». Журнал лабораторной автоматизации . 21 (6): 799– 805. doi : 10.1177/2211068216630742 . ISSN 2211-0682. PMID 26882923.

[15] Сотрудники (Национальные лаборатории Сандии) (16 августа 2012 г.), «Жизнеспособная, рентабельная роботизированная рука может отключать СВУ», R&D Magazine , rdmag.com , получено 13 сентября 2012 г.