Pages Navigation Menu
Submit scientific paper, scientific publications, International Research Journal | Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal

ISSN 2227-6017 (ONLINE), ISSN 2303-9868 (PRINT), DOI: 10.18454/IRJ.2227-6017
ЭЛ № ФС 77 - 80772, 16+

Download PDF ( ) Pages: 111-114 Issue: №1 (20) Part 1 () Search in Google Scholar
Cite

Cite


Copy the reference manually or choose one of the links to import the data to Bibliography manager
Shamutdinov A.H., "EXPERIMENTAL STUDY OF THE STATIC CHARACTERISTICS THE ORIGINAL PART MANIPULATOR WITH SIX-DEGREE OF FREEDOM". Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal (International Research Journal) №1 (20) Part 1, (2014): 111. Sat. 08. Feb. 2014.
Shamutdinov, A.H. (2014). EKSPERIMENTALYNOE ISSLEDOVANIE STATICHESKIH HARAKTERISTIK ORIGINALYNOY CHASTI SHESTIKOORDINATNOGO MANIPULYATORA [EXPERIMENTAL STUDY OF THE STATIC CHARACTERISTICS THE ORIGINAL PART MANIPULATOR WITH SIX-DEGREE OF FREEDOM]. Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal, №1 (20) Part 1, 111-114.
Shamutdinov A. H. EXPERIMENTAL STUDY OF THE STATIC CHARACTERISTICS THE ORIGINAL PART MANIPULATOR WITH SIX-DEGREE OF FREEDOM / A. H. Shamutdinov // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. — 2014. — №1 (20) Part 1. — С. 111—114.

Import


EXPERIMENTAL STUDY OF THE STATIC CHARACTERISTICS THE ORIGINAL PART MANIPULATOR WITH SIX-DEGREE OF FREEDOM

Шамутдинов А. Х.

Кандидат технических наук,

Омский автобронетанковый инженерный институт

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОРИГИНАЛЬНОЙ ЧАСТИ ШЕСТИКООРДИНАТНОГО МАНИПУЛЯТОРА

Аннотация

В данной статье экспериментально исследованы статические характеристики оригинальной части шестикоординатного манипулятора (ОЧШМ), установлены её значения на примере макета при нагрузке P=0…2000 H.

Ключевые слова: макет оригинальной части манипулятора, жесткость несущей системы, динамометр, коэффициент жесткости.

Shamutdinov A.H.

Candidate of Technical Sciences,

Omsk Tank-Automotive Engineering Institute

EXPERIMENTAL STUDY OF THE STATIC CHARACTERISTICS THE ORIGINAL PART MANIPULATOR WITH SIX-DEGREE OF FREEDOM

Abstract

In this paper, experimental study of the static characteristics of the original part of  manipulator with six-degree of freedom, it value determined by the example of the layout when the load in the range P = 0…2000 H.

Keywords: original layout of the manipulator, the stiffness of the support system, the dynamometer, stiffness.

Жесткость несущей системы рассматриваемого технологического оборудования [1, 2, 3] зависит от геометрических параметров, от положения подвижной платформы в рабочем пространстве [4, 5].

Схема макета оригинальной части исследуемого манипулятора представлена на рис. 1, а схема стенда нагружения и измерения упругих перемещений в направлении оси z на рис. 2. Нагружение производилось образцовым динамометром ДОСМ – 3-0,2 с диапазоном нагрузок 0-2000 Н в плоскости YOZ в направлении оси Z (рис. 1). Увеличение нагрузки происходило ступенчато в интервале от 0 до 2000 Н, с последующей ступенчатой разгрузкой. Цикл нагружение – разгружение осуществлялся по три раза в каждом направлении при различных положениях подвижной платформы. Измерения производились в каждом из положений (I – min длина стержней и II – max длина стержней) в двух точках (плоскость XOY) рабочего стола (рис. 1, 2). Это позволило получить полную картину перемещений подвижной платформы под нагрузкой. Измерение упругих перемещений осуществлялось с точностью до 0,01 мм. Значения силы и соответствующие перемещения, полученные при испытаниях, представлены графически (рис. 3, 4): для точки 1 графики а) и для точки 2 − графики б).

Позиции на рис. 1: 1 – Поворотный стол; 2 – Левый стержень (двигатель поступательного перемещения); 3 – Правый стержень (двигатель поступательного перемещения); 4 – Наклонная платформа; 5 – Опорно-поворотное устройство; 6 − Верхний стержень (двигатель поступательного перемещения); 7 – Стойки; 8 – Рабочий стол; 9 – ось вращения манипулятора.

Позиции на рис. 2: 1 – ОЧШМ; 2 – Стойка с индикатором; 3 – Динамометр с индикатором; 4 – Домкрат (I – гидравлический, II – винтовой).

Анализируя графики на рис. 4-5, определяем максимальные значения упругих перемещений рабочего стола ОЧШМ под воздействием сжимающей (растягивающей) силы Р = 0…2000 Н: а) сжатие, Δmax=0,47 мм, растяжение, Δmax=0,45 мм; б) растяжение, Δmax=0,525 мм, Δmax=0,48 мм.

13-08-2018 16-50-31

Рис. 1 – Схема макета оригинальной части исследуемого манипулятора

13-08-2018 16-51-41

Рис. 2 – Общий вид стенда для снятия статических характеристик:

I) при минимальной длине стержней, II) при максимальной длине стержней

13-08-2018 16-53-14

Рис. 3 – Зависимости перемещения подвижной платформы от нагрузки при минимальной длине стержней ОЧШМ

Зная величину смещения Δmax под действием силы Р = 2000 Н найдем значения коэффициентов жесткости для ОЧШМ:

13-08-2018 16-54-31  – при сжатии;

13-08-2018 16-55-02  – при растяжении.

Средние значения жесткости будут:

13-08-2018 16-55-44,

13-08-2018 16-56-46

Рис. 4 – Зависимости перемещения подвижной платформы от нагрузки при максимальной длине стержней ОЧШМ

ВЫВОДЫ:

  1. Экспериментально установлено – жесткость ОЧШМ имеет наибольшее значение при минимальной высоте манипулятора, в вертикальной плоскости, что не противоречит положениям теории упругости;
  2. Опорно-поворотное устройство ОЧШМ имеет жесткость сравнимую с жесткостью рабочего стола, что объясняется тем, что жесткость ОЧШМ составляет совокупность трех элементов: опорно-поворотное устройство, наклонная платформа и поворотный стол;
  3. Установлены средние значения жесткости макета манипулятора: 13-08-2018 16-57-47 что позволяет применить эксплуатационные возможности оборудования в конкретных условиях.

Литература

  1. Пат. ПМ №120599 РФ, МПК В25J1/00. Пространственный механизм. / П.Д. Балакин, А.Х. Шамутдинов – №2011153160/02; Заявлено 26.02.2011; Опубл. 27.09.2012, Бюл. №27. – 2 с.: ил.
  2. Балакин П.Д., Шамутдинов А.Х. Схемное решение механизма шестикоординатного манипулятора // Международный научно-технический журнал ISSN 2303-9869. − Екатеринбург, ООО «Имплекс». − 2013. − Ч.1 №6(13) − С.97-99.
  3. Балакин П.Д., Шамутдинов А.Х. Исследование жесткости механизма шестикоординатного манипулятора // Международный научно-технический журнал ISSN 2303-9869. − Екатеринбург, ООО «Имплекс». − 2013. − Ч.1 №6(13) − С.99-102.
  4. Евстигнеев В.Н., Левина З.М. Оценка компоновок многоцелевых станков по критерию жесткости // Станки и инструменты. – 1986. − №1 С. 5-7.
  5. Каминская В.В., Гринглаз А.В. Расчетный анализ динамических характеристик несущих систем станков // Станки и инструменты. – 1989. – №2. С. 10-13.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.