Устройства за измерване на въртящ момент
Сензорни устройства за въртящ момент
Сензорните системи за сила-въртящ момент са устройства, предназначени да измерват компонентите на главния вектор на силите и моментите, действащи върху манипулатора в проекция върху координатната система, свързана с устройството.
Сензорите сила-въртящ момент се използват в промишлените роботи предимно за откриване на реактивни сили и моменти, които възникват по време на механично сглобяване. Поставят се директно в челюстите на захващащото устройство или в ставата между последната връзка и хватката на манипулатора (ръка, китка), както и при необходимост в други стави на манипулационната система.
Преобразуването на съществуващи товари в електрически сигнали в устройствата за въртящ момент обикновено се извършва по два начина. Първият от тях се състои в директно измерване на еластични деформации на чувствителни елементи с помощта на резистивни, пиезоелектрични или магнитоеластични сензори.Вторият метод се основава на измерване на стойностите на микроразместванията на калибрирани сензорни пружини, деформирани под действието на външни натоварвания в процеса на взаимодействие между робота и обекта.
Най-разпространен е методът за директно измерване на еластични деформации с помощта на полупроводникови или проводникови тензодатчици, които имат проста конструкция, доста надеждни, лесно се монтират върху еластичните елементи на устройства за въртящ момент и осигуряват необходимата точност.
Сензорната система сила-момент се състои от механична част, която представлява набор от еластични елементи с поставени върху тях сензори (всъщност чувствително устройство), които генерират електрически сигнали, пропорционални на еластичните деформации; усилвателна и комутационна апаратура и ^компютърблок (компютър), който е структурен компонент на информационната и управляваща система (IMS) на робота.
един от дизайните на чувствително устройство за сила и въртящ момент, монтирано между крайната връзка на манипулатора и работния орган. Четирисегментният външен фланец 1 на устройството е прикрепен към крайната връзка на манипулатора, а устройството за захващане е прикрепено към централния фланец 2. В резултат на това се образува твърда конструкция под формата на диафрагма 3 и напречни кръстовидни еластични пръти 4, върху които са залепени тензодатчици 5, например по един от всяка страна на пръта. Деформацията на пръти с тензодатчици в резултат на натоварване на конструкцията с реактивни сили и моменти променя електрическото съпротивление на сензорите, което позволява да се получи електрически сигнал, пропорционален на натоварванията.
За ефективното функциониране на такива силови устройства към тях се налагат редица изисквания: а) висока твърдост, която намалява отклоненията и грешките при позициониране и осигурява бърза деформация на получените трептения; б) компактен дизайн, улесняващ движенията на манипулатора и подобряващ неговата маневреност; в) линейността на характеристиките на сензорите (сензорни елементи), което позволява / да поиска процеса на калибриране на устройството и определяне на действащите сили с помощта на прости матрични операции; г) малки стойности на хистерезис и вътрешно триене, което ще повиши точността на измерванията.
Сензорните устройства за сила-въртящ момент, използвани в индустриалните роботи, за предпочитане са проектирани с тези изисквания предвид. Съвременните устройства са малки, чувствителни, леки (
до 370 g) и сравнително компактни конструкции, с диаметър не повече от 10 cm и дебелина до 3 cm с динамичен обхват до 90 kg. За намаляванехистерезис и увеличаване на точността на измерване, сензорните устройства за въртящ момент са направени от един твърд метален детайл (обикновено алуминиева сплав), а тензодатчиците са инсталирани и свързани към TVK мостовата верига, за да осигурят автоматична компенсация за температурни колебания.
Устройства за наблюдение на местоположението
Системите за локализиране са безконтактни и са предназначени за откриване на движещи се и неподвижни обекти, определяне на тяхното местоположение, размер и скорост, както и за точно насочване и улавяне на тези обекти. Безспорното предимство на такива устройства е възможността за безконтактна работа, т.е. на разстояние от обекта, често доста значително.
При създаването на сензори за местоположение се използват принципите на пасивното и активното местоположение. Пасивното местоположение се състои в улавяне и обработка на собствените излъчвания на обектите. При активно местоположение, подходящ сондиращ поток от сигнали (вкусови, светлинни, магнитни и т.н.) се насочва към предполагаемото местоположение на обекта и отхвърленото излъчване след това се улавя и записва от сензорите на приемника.
Аналог на системите за пасивно локализиране е зрението, слуха и обонянието на животните и хората, а характерен пример за активно локализиране в дивата природа е способността на делфините или прилепите да откриват обекти с помощта на насочено излъчване на високочестотни акустични вълни, така наречената ултразвукова ехолокация.
При създаването на устройства за сензори за местоположение се използва широк спектър от различни физични методи: акустични, магнитни, оптични, радиовълнови, термични, електрически, електромагнитни, пневматични, въз основа на коитоРазработени са и намират практическо приложение редица специфични конструктивни разновидности на сензори за местоположение: пиезоелектрически, flux-gate, индукционни, електронно-оптични, полупроводникови, оптични, капацитивни, вихрови токови, струйни, вакуумни и др. Всички устройства за локализиране на сензорни роботи могат да бъдат разделени на: информационни, предназначени да осигурят автоматично управление на робота и да определят пространственото положение на обектите, и по-прости устройства за безопасност, използвани за защита на манипулатор, околни предмети и персонал по поддръжката от възможни сблъсъци по време на работа. Най-широко използваното в повечето съвременни системи за локализиране на индустриални роботи е използването на излъчване и приемане на отразени акустични или електромагнитни вълни.
Локационната акустична, например ултразвукова сензорна система обикновено се реализира въз основа на използването на два метода: метод на ехо (улавяне на забавен отразен сигнал) и ефект на Доплер (улавяне на промяна в дължината на вълната или честотата на сигнал, отразен от движещи се обекти) и работи по следния начин. Синусоидални звукови вибрации с висока честота (40-100 kHz), формирани от специален вълнов генератор и модулирани от правоъгълни импулси, се излъчват дискретно по посока на обекта. В същото време с помощта на генератор на импулси за броене се стартира своеобразен часовник на системата за местоположение - брояч на импулси.
Насоченият ултразвуков сигнал, отразен от обекта, се връща в отразения вид към приемника, където се усилва, изчиства от смущения и преобразува от акустична в електрическа форма. В същото време от него се извлича модулиращ компонент, който с помощта напрагово (прекъсващо) устройство е представено под формата на правоъгълни импулси, насочени към брояча и спиращи процеса на броене, т.е. фиксиране на броя на импулсите по време на преминаването на сигнала към обекта и обратно.
Тъй като получените сигнали се забавят по отношение на оригинала - сондиране - с времето, което пътуват до обекта и обратно, броят на импулсите, натрупани в брояча през този период, е пропорционален на удвоеното разстояние до обекта, когато излъчвателят и приемникът са в непосредствена близост един до друг. За да направите това, обикновено се използват ултразвукови преобразуватели, комбиниращи излъчвателя и приемника в един корпус.
схема на такъв комбиниран ултразвуков емисионно-приемащ сензор за измервания в близката зона. Основният компонент на сензора е поставен в металния корпус 1 - електроакустичен преобразувател 2, който се използва главно като керамичен пиезоелектричен елемент, защитен от влага, прах и повреда чрез слой смола 3, който също служи като преходно акустично съпротивление. За бързо затихване на акустичната енергия корпусът е изпълнен с акустичен абсорбер 4. Сензорът е поставен във външен изолиран корпус 5, а електрическият ток се подава към и от преобразувателя чрез кабел 6. Тази конструкция на сензора е компактна и позволява получаването на тесен акустичен поток под формата на мощен насочен сигнал. Такива ултразвукови локатори се използват за усещане на захватите на роботите, удобно разположени между челюстите.
Акустичният метод за локализиране позволява използването на доста прости средства за осигуряване на следните параметри на измерване: разстояние или линейно изместване - във въздух от 2 до 2000 mm, във вода - от 0,5 до 10 000 mm с грешка до 2%;скорост на движение във въздух - от 2 mm/s, във вода - от 10 mm/s с грешка до 2%; вибрация във въздух - от 2 mm/s, във вода - от 10 mm/s.
Сензорните устройства за местоположение в комбинация с тактилни и сензорни системи за сила и импулс позволяват създаването на адаптивни захващащи устройства на роботи (), които осигуряват автоматизация на сложни технологични операции (например сглобяване), които не могат да бъдат автоматизирани с конвенционални методи или не са икономически осъществими.
Докоснетепревключвател. По-ново използване натъчпревключватели в Те ще бъдат използвани и в други електронниустройствав тази книга.
Приустройствона електрическо окабеляване върху дървени конструкции трябва да се осигури пожарна безопасност.
В различни биологични обекти в хода на разработката са разработени изненадващо ефективни, икономични и високонадеждниустройства(органи, тъкани).
1. ПревключвателДокоснете. 13. Индикатор за влажност на почвата. 14. Автоматично зарядно устройствоустройствокадмиево-никелови батерии.
Докоснетепревключвател. Думата "сензор" прозвуча в ежедневието ни преди няколко години. И отново проверете работата наустройството, като единият и другият включат щепсела.
Докоснетепревключвател. Лазерът, използван вDVD четците, се плъзга по пътеките по прорезите, а отразеният лъч се интерпретира от приемнотоустройствокато.