L 17.- SINTEZA MECANISMELOR DE PREHENSIUNE CU BARE ARTICULATE CU MIŞCĂRI SIMETRICE

ALE DEGETELOR 1.- Consideraţii teoretice. De cele mai multe ori , în aplicaţiile industriale ale roboţilor, se cere ca degetele mecanismelor de prehensiune sã aibe mişcãri simetrice faţã de un plan ce conţine axa pieselor cilindrice. În general, la proiectarea unui mecanism de prehensiune se impun anumite condiţii şi anume: - evitarea pe cât posibil, a cuplelor de translaţie (excepţie fac cuplele motoare); - evitarea cuplelor superioare; - realizarea unor scheme cinematice cu numãr redus de elemente, - gabarit redus al mecanismului; - unghiuri de presiune mici în funcţionare; În figura 18.1 sunt prezentate câteva scheme cinematice de mecanisme de prehensiune la care degetele au mişcãri simetrice. Sinteza acestor mecanisme este simplã, ca urmare a simetriei mecanismelor faţã de axa y - y, însã nu rãspund condiţiilor de mai sus. 2.- Obiectivul lucrãrii. Sinteza mecanismelor de prehensiune cu bare şi cuple de rotaţie (excepţie cupla motoare), astfel ca degetele sã aibe mişcãri simetrice faţã de un plan ce conţine axa pieselor cilindrice, având în componenţa lor o diadã motoare, triadã motoare sau o tetradã motoare (a se vedea figura 18.2). 3.- Relaţii de calcul. Pentru realizarea obiectivului lucrãrii este necesarã sinteza unui mecanism patrulater pentru poziţii relativ asociate din condiţiile: �1i = �3i , i = 1,5 (v. fig. 18.3). Relaţiile de sintezã sunt:

( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )

5,1

0sin2sinsin0coscoscos

3010

30210

=

=+⋅−⋅++=−+⋅−⋅++

i

CDiBCADCDBC

ii

iii

ψψϕϕϕψψϕϕϕ

S-a considerat AB = 1. Sistemul este neliniar, iar necunoscutele sunt urmãtoarele: BC, CD, AD, ϕ0 , ψ0 , ϕ2i , .5,1=i Sistemul de mai sus se poate reduce, de la 10 ecuaţii, la 5 ecuaţii prin eliminarea unghiului ϕ2i . Se obţine astfel:

( ) ( ) ( )[ ] 0coscos2cos21 30103010

2 =+−+−−−+−++− iiii CDADCDADCDBC ψψϕϕψψϕϕ 5,1=i Dupã determinarea necunoscutelor se considerã o anumitã valoare pentru mãrimea AB şi rezultã :

Figura 17. 1 ,' ABBCBC ⋅= ,' ABCDCD ⋅= ,' ABADAD ⋅= care sunt dimensiunile mecanismului patrulater din condiţiile cerute. 4.- Modul de lucru. Pentru efectuarea lucrãrii se vor parcurge urmãtoarele etape ale modului de lucru: - se urmãresc schemele cinematice ale mai multor mecanisme de prehensiune existente în laborator; - se scrie sistemul de ecuaţii pentru sinteza cu 10 sau cu 5 ecuaţii; - se determinã matricea funcţionalã a sistemului de ecuaţii ales; - se întocmeşte o procedurã ce conţine matricea funcţionalã şi funcţiile sistemului; - se apeleazã procedura respectivã în programul principal existent în biblioteca de programe a laboratorului; - se introduce de la tastaturã, soluţia iniţialã : BC, CD, AD, ϕ0 , ψ0 , ϕ2i cazul primului sistem (fig. 18.4), sau BC, CD, AD, ϕ0 , ψ0 , în cazul celui de al doilea sistem; - se introduc unghiurile ϕ1i şi ψ3i impuse prin temã (unghiurile ψ3i sunt negative); - se determinã pentru o anumitã dimensiune AB, dimensiunile cerute :

Figura 17.2

,' ABBCBC ⋅= ,' ABCDCD ⋅= ,' ABADAD ⋅= astfel încât degetele mecanismului de prehensiune sã aibã mişcãri simetrice faţã de un plan ce conţine axa pieselor cilindrice;

Figura 17. 3

Figura 17. 4