Рис. 1. Обслуживаемая и рабочая зоны погрузочного манипулятора

В каждой точке обслуживаемой зоны манипулятор должен обеспечить потребный угол сервиса в базовой плоскости, необходимый для кантовки груза. Необходимо ввести различие между возможным углом сервиса и потребным. Для погрузочного манипулятора необходимо обеспечить потребный угол сервиса с зафиксированной границей в каждой точке обслуживаемой зоны. В работе угол сервиса есть максимальный угол между положением кисти и осью X. Под потребным углом сервиса будем понимать угол между крайними необходимыми положениями кисти, а угол будет характеризовать положение заданного угла сервиса в обслуживаемой точке по отношению к оси X. Практически во всех точках обслуживаемой зоны будет существовать разница между возможным углом сервиса и потребным.

Рис. 2. Углы сервиса погрузочного манипулятора при работе в точках, лежащих на границе обслуживаемой ЗОНЫ X = ЛГШ)П

Рис. 3. Условные обслуживаемая и рабочая зоны погрузочных манипуляторов

Рис. 4. Положение звеньев манипулятора при ступенчатой укладке К груза в штабель

9. Геометрический синтез манипуляторов, работающих в ограниченных рабочих объемах

По условиям эксплуатации погрузочных манипуляторов на размеры рабочего объема могут быть наложены ограничения как по высоте, так и по ширине. Эти ограничения вызваны, например, высотой складского помещения или шириной рабочего проезда. В связи с этим рассмотрим влияние размеров звеньев манипулятора на ширину неиспользуемой части рабочей зоны и высоту рабочей зоны манипулятора, расположенную над обслуживаемой зоной. Сложную форму рабочей зоны аппроксимируем прямоугольником, образованным двумя горизонталями, проходящими через две наиболее отдаленные по вертикали точки реальной рабочей зоны и двумя вертикальными прямыми, проходящими через две точки, наиболее отдаленные друг от друга по горизонтали.

Рис. 5. Определение ширины неиспользуемой рабочей зоны

Рис. 6. Номограмма для определения ширины неиспользуемой рабочей зоны

11. Манипуляторы с выдвижными секциями и условие непопадания их звеньев в штабель

Для манипуляторов с выдвижной секцией на предплечье, когда отсутствует избирательность в работе звеньев, а выдвижная секция работает при максимальном угле у** между плечом и предплечьем, условие непопадания плеча в часть обслуживаемой зоны, лежащую ниже прямой, проходящей через ось кистевого шарнира под углом -уз к оси X, может не выполняться. При направлении движения точки С , совпадающем с осью выдвижной

Рис. 7. Манипулятор с выдвижной секущей на предплечье при работе с углом у = y**

15. Определение размеров задающих устройств погрузочных манипуляторов

В том случае, когда система управления манипулятором построена таким образом, что положение кисти оператора определяет положение и ориентацию груза, задача согласования размеров задающего устройства с кинематическими особенностями и антропометрическими данными руки оператора является достаточно сложной, так как в настоящее время нет данных по распределению углов сервиса кисти человека в рабочей зоне руки оператора. В случае погрузочных манипуляторов, когда применено раздельное управление переносом оси кистевого шарнира и ориентацией кисти манипулятора, задача определения размеров задающего устройства копирующего манипулятора может быть решена, так как положение кисти руки оператора, управляющей переносом груза, в этом случае может быть произвольным. Кроме того, в погрузочных манипуляторах решается плоская задача, так как управление поворотом производится от другого управляющего устройства, в частности, с помощью ног, и кисть руки оператора перемещает задающее устройство в плоскости

Параллельной базовой плоскости исполнительного механизма. Рабочая зона руки оператора (при неподвижном туловище) лежит справаот оси OY и ограничена окружностями с радиусами Rt и R 2 и с центром, совпадающим с лопаточно-плечевым суставом (рис. IV.25). Так как оператор может увеличивать площадь рабочей зоны за счет подвижности тела, то для расчета берутся значения этих размеров для лиц среднего роста (Ri = 180 и R2 = = 650 мм). Наибольшие трудности оператор испытывает при работе на границах обслуживаемой зоны. Однако в погрузочных манипуляторах работа на границах обслуживаемой зоны протекает редко и к тому же время рабочего цикла непродолжительно, поэтому использование граничных точек рабочей зоны может быть допущено. Кроме того, использование предельной рабочей зоны позволяет уменьшить масштаб копирования, что, в свою очередь, увеличивает точность управления и, следовательно, облегчает условие работы оператора.

Рис. 8. Рабочая зона руки оператора

Примем, что условная обслуживаемая зона уменьшена в т раз, где т — масштаб копирования, равный отношению длин звеньев исполнительного механизма к длинам соответствующих звеньев задающего устройства. Тогда уменьшенную или приведенную обслуживаемую зону можно вписать в рабочую зону руки оператора.

16. Метрический синтез исполнительных механизмов, выполненных в виде гидроцилиндров