Introducción: ¿Cuál es el grado de libertad? Los grados de libertad en varias disciplinas tienen diferentes significados, si se basa en el principio de la mecánica, su significado es que la posición del mecanismo se puede determinar cuando el número de parámetros de movimiento independientes debe ser dado, que también se conoce como el grado de libertad del mecanismo. Este artículo se centra en el significado del grado de libertad del brazo robótico, así como en el cálculo del grado de libertad del brazo robótico.
El brazo mecánico es similar al brazo humano, es una especie de robot multiprograma de libertad, por una serie de juntas de accionamiento a través de la estructura mecánica del brazo en sí, está conectado uno por uno, el final puede realizar el espacial Movimiento de múltiples grados de libertad. Al instalar actuadores como manipuladores, tazas de succión, antorchas de soldadura, boquillas, etc. Al final, puede reemplazar a las personas para llevar a cabo algunos de los trabajos repetitivos de alta intensidad y alto riesgo.
Los brazos robóticos generalmente tienen seis grados de libertad, generalmente los brazos robóticos especializados tienen solo dos o cuatro grados de libertad, mientras que la mayoría de los brazos robóticos de uso general tienen de tres a seis grados de libertad. Cuanto mayor sea el grado de libertad de un brazo robótico, más compleja es la acción realizada por su mecanismo. Aquí hay una breve introducción al significado de los grados de libertad de un brazo robótico.
Significado de grados de libertad de un brazo robótico
El número de articulaciones en un brazo robot que puede moverse de forma independiente se llama el grado de libertad de movimiento del brazo. El método de control adoptado por los robots industriales es tratar cada articulación en el brazo robótico como un servo mecanismo separado, y cada eje corresponde a un servo, y cada servo se controla a través de un bus, que es controlado y coordinado por el controlador en un unificado manera.
Seis grados de libertad generalmente se usan en el diseño de robots industriales, que son la traducción a lo largo del eje x, el eje y y el eje z; Rotación alrededor del eje X, el eje y y el eje z. Los primeros tres grados de libertad se utilizan para determinar la posición, y los últimos tres grados de libertad se usan para determinar la actitud para realizar el control del brazo del robot. Un plano de referencia coincide con la superficie inferior del objeto, que limita el objeto para traducir a lo largo del eje z, girar alrededor del eje x y girar alrededor del eje y con tres grados de libertad; Dos planos de referencia coinciden nuevamente con la parte posterior del objeto, limitando el objeto para traducir a lo largo del eje X y girar alrededor del eje z con dos grados de libertad; Tres planos de referencia coinciden con el otro lado del objeto, limitando al objeto a traducir a lo largo del eje y con un grado de libertad.
Si de acuerdo con la forma estructural diferente del brazo del robot se puede dividir en el brazo robot múltiple horizontal y el brazo robot del sistema de coordenadas cartesianas, etc. Los brazos robóticos múltiples horizontales generalmente tienen tres grados principales de libertad: z 1- rotación del eje, z 2- rotación del eje y traducción del eje z, y agregando rotación del eje x y rotación del eje y-eje Al final del actuador, puede alcanzar cualquier punto de coordenado en el espacio. Sistema de coordenadas cartesianas El brazo robótico generalmente consta de tres grados principales de libertad, traducción del eje x, traducción del eje y, traducción del eje z, agregando rotación del eje x, rotación del eje y y rotación del eje z al final de la Actuador, puede alcanzar cualquier punto de coordenado en el espacio.
Cálculo de grados de libertad de brazo robótico
El cálculo de los grados de libertad del brazo robótico es un requisito previo en el diseño del brazo robótico. Al calcular los grados de libertad del brazo robótico, es posible saber el tipo de movimiento que puede generar el brazo robótico, por ejemplo, si las articulaciones del brazo robótico deben moverse solo hacia arriba y hacia abajo, es necesario Para restringir las juntas para que gire alrededor del eje x, el eje y, el eje z, y se mueva a lo largo de la dirección del eje x y el eje y. Los grados de libertad de un brazo robótico se pueden clasificar en grados de libertad planos y espaciales, y sus grados de libertad se pueden calcular utilizando cálculos simples.
Se calculan los grados planos de libertad. Si todas las juntas del brazo son k, menos el miembro fijo (el asiento), el número de juntas del brazo en movimiento es n=k -1. Antes de que las juntas estén conectadas por los subs de movimiento, el número total de grados de libertad de estas articulaciones es 3n. Cuando los subs de movimiento conectan estas articulaciones para formar el brazo, el número de grados de libertad de las articulaciones individuales del brazo disminuye, y el número total de restricciones introducidas por todos los subs de movimiento en el brazo es de 2PL+pH. Por lo tanto, el número total de grados de libertad de las articulaciones menos el número total de restricciones introducidas por los subs de movimiento es igual a los grados de libertad del brazo. El número total de restricciones introducidas por todos los subs de movimiento en el brazo es de 2PL+pH. Entonces, el número total de grados de libertad de las articulaciones menos el número total de restricciones introducidas por los subs de movimiento es igual al grado de libertad del brazo, es decir, f =3 n -2 pl- El pH es la forma de calcular los grados planos de libertad.
La forma de calcular los grados espaciales de libertad. En primer lugar, necesitamos saber que el brazo robótico tiene seis grados de libertad en el espacio, a diferencia de los tres grados de libertad que tiene en el avión. Su cálculo es básicamente el mismo, es el número total de grados de libertad de las articulaciones menos el número total de restricciones introducidas por el vicio de movimiento es igual al grado de libertad del brazo robótico, el cálculo: F=6 n -5 P 5-4 P 4-3 P 3-2 P 2- p1. F representa el grado de libertad del brazo robótico, 6n representa el número total de grados de libertad de las articulaciones, y p1, p2, p3, p4 y p5 representan el número de niveles 1-5} del vicio de movimiento, respectivamente.
Explore el artículo anterior para comprender el significado del grado de libertad del brazo robótico y cómo calcular, el número de articulaciones en el brazo robótico que puede moverse independientemente es el grado de libertad del brazo robótico. El número de articulaciones en el brazo que pueden moverse de forma independiente es el número de grados de libertad del brazo. Por lo general, al diseñar un brazo robótico, utilizaremos el cálculo de sus grados de libertad para conocer el posible movimiento del brazo a través del cálculo. Síganos para aprender más sobre los grados de libertad de armas robóticas y sus aplicaciones.