Manipulator robotyczny
Robotyka – interdyscyplinarna dziedzina wiedzy działająca na styku mechaniki, automatyki, elektroniki, sensoryki, cybernetyki oraz informatyki. Domeną robotyki są również rozważania nad sztuczną inteligencją – w niektórych środowiskach robotyka jest wręcz z nią utożsamiana.Współrzędne lokalne – w robotyce układy współrzędnych (układy odniesienia) przypisane do każdego z członów manipulatora.
Chwytak – jest to oprzyrządowanie technologiczne manipulatorów robotów przeznaczone do manipulowania przedmiotami. Zadaniem tych narzędzi jest uchwycenie detalu, utrzymanie go podczas transportu oraz jego zwolnienie w miejscu docelowym.
Manipulator robotyczny to pojęcie związane z robotyką. Opisuje ono "mechaniczne ramię", stosowane głównie w fabrykach samochodów, automatycznych liniach produkcyjnych, fabrykach w których istnieje zagrożenie dla zdrowia ludzi, itp. Inaczej mówiąc, jest to część robota pełniąca funkcję ludzkich kończyn górnych. Dla łatwiejszego opisu takiego ramienia wprowadzone zostały pojęcia: człon automatyki, współrzędne lokalne, współrzędne globalne, kinematyka manipulatora, stopnie swobody oraz notacja Denavita-Hartenberga. Pozwalają one w sformalizowany sposób opisać budowę manipulatora oraz zależności występujące pomiędzy kolejnymi elementami składowymi.
Manipulatorem nazywamy układ N ramion połączonych ze sobą przegubami, zakończony efektorem (chwytakiem). Pojedyncze ogniwo manipulatora zbudowane jest z przegubu oraz następującego po nim ramienia, gdzie przegub zapewnia możliwość ruchu.
Spis treści
Pojęcia związane z manipulatorem[]
Współrzędne wewnętrzne[]
Każdy przegub opisywany jest za pomocą współrzędnej wewnętrznej (nastawy) przy czym i = 1, 2, ..., N. Zmienne po złożeniu tworzą wektor , zwany wektorem współrzędnych wewnętrznych. Jeśli manipulator potraktujemy jako układ sterowania, to będzie odpowiadać wektorowi stanu.
Współrzędne zewnętrzne[]
Podczas pracy z manipulatorem ważne jest położenie i orientacja jego efektora określane we współrzędnych zewnętrznych. Mogą one być zapisane pod postacią szóstki liczb . W zależności od potrzeb rozmiar ten może ulec zmianie (przykładowo w danym przypadku ważne mogą być jedynie współrzędne x oraz y). Pierwsza trójka liczb określa położenie efektora, a kolejna – orientację.
Kinematyka manipulatora[]
Ostatecznie położenie i orientacja efektora mogą być opisane we współrzędnych zewnętrznych za pomocą wektora oraz w funkcji współrzędnych wewnętrznych . Przekształcenie k : nazywamy kinematyką manipulatora we współrzędnych.
W celu łatwiejszego opisu własności manipulatora z każdym jego przegubem oraz efektorem możemy powiązać kartezjański układ współrzędnych, który nazywany jest układem lokalnym. Układ związany z podstawą nazywać będziemy układem bazowym i względem niego będziemy wyznaczać położenie oraz orientację przegubów oraz efektora manipulatora.
Do opisu manipulatora wykorzystywana jest najczęściej notacja Denavita-Hartenberga, a do wyznaczenia drogi ramienia manipulatora algorytm Taylora.