Роботы-манипуляторы: от самодельной руки до промышленных коботов
Робот-манипулятор – это механическая рука с функциями, схожими с человеческой рукой. Такие устройства сегодня встречаются повсюду: от небольших самодельных моделей на столе энтузиаста до огромных промышленных агрегатов, собирающих автомобили.
Сегодня мы рассмотрим, как устроены манипуляторы, как можно сделать простейшего робота своими руками, разберемся в основах кинематики и управления, а также познакомимся с современными промышленными и коллаборативными роботами и их разнообразными способами применения – от производства до искусства и сферы услуг.
Простейший манипулятор
Начать знакомство с роботами-манипуляторами лучше всего с простых моделей, которые даже можно собрать самостоятельно. Как правило, самодельный манипулятор представляет собой небольшую роборуку с несколькими степенями свободы, приводимую в движение сервоприводами. И вот тут, когда произнесено уже достаточно много непонятных слов, разберемся с терминологией.
Толковый словарь: как устроен манипулятор?
Основание – место установки манипулятора. Вокруг основания манипулятор, как правило, вращается по вертикальной оси.
Звено – это «кость» робота, то есть жесткий элемент между двумя подвижными соединениями. Аналогия: плечо или предплечье.
Сустав – место соединения двух звеньев, позволяющее им двигаться относительно друг друга. Например, локоть – это сустав между плечом и предплечьем. Степень свободы (DoF) – независимое направление движения. Каждый сустав обычно дает одну степень свободы: поворот или поступательное движение. Чем больше степеней свободы, тем подвижнее манипулятор.