Класифікація маніпуляторів
Серед широкого спектру маніпуляторів слід виділити маніпулятори, керовані біострумами, ідея яких покладена в основу конструкції активного протезу руки, розробленого групою вчених та інженерів під керівництвом О.Є. Кобринського.
На рис.2 зображений електрогідравлічний біострумний маніпулятор. Від струмознімача 1 (накладних електродів, розміщених у браслеті в області м’язів) біоелектричний сигнал через посилювач 2 (який має автономні блоки живлення 10) поступає в електрогідравлічні золотники 3, наділені голками 8, які забезпечують подачу масла в гідроциліндр 6 від гідромотора 5, що приводиться в рух електродвигуном 4, або злив масла в резервуар 9. Залежно від того, в яку порожнину гідроциліндра 6 поступає рідина, пальці кисті 7 замикаються або розпрямляються.
У
Рис.2
Широке розповсюдження, особливо при маніпулюванні різними шкідливими для людини речовинами, отримали копіювальні маніпулятори (рис.3).
Рис.3
Переміщення каретки маніпулятора здійснюється за допомогою керувальних імпульсів з кнопкового пульту станції керування 1. Всі рухи “рукою” 2 маніпулятора здійснюються за допомогою керуючої “руки” 3, яка встановлена на станції керування. Рухи керуючої “руки” 3, виконувані людиною, за допомогою спостережної системи відтворюються “рукою” 2 маніпулятора. При цьому зусилля, що розвиває маніпулятор, можуть значно перевищувати зусилля людини.
Маніпулятори, як стаціонарні, так і ті, що можуть переміщатись по суші, у воді, в повітрі або в безповітряному просторі мають широкі перспективи використання у процесі освоєння морських глибин, космосу, при маніпулюванні громіздкими об’єктами (деревами, крупногабаритними елементами машинобудівельних і будівельних конструкцій тощо).
Залежно від типу зв’язку між керуючими і виконавчими механізмами копіювальні маніпулятори можуть бути поділені на такі групи.
Маніпулятори з механічним (кінематичним) зв’язком. Механічні копіювальні маніпулятори були пристроями, які почали використовуватись у шкідливих для життєдіяльності людини зонах. У цих маніпуляторах керуючий і виконавчий механізми зв’язані механічними передачами: зубчатими, тросово-стрічковими та іншими. Механічні передачі є реверсивними і мають високий к.к.д., у результаті чого на задаючій “руці” досить точно відображаються зусилля, які прикладаються до виконавчої.
Маніпулятори з магнітним приводом. Маніпулятори такого типу широко застосовуються особливо в тих випадках, коли необхідно забезпечити абсолютну герметизацію об’єму камер (роботи в зонах великого тиску, глибокого вакууму тощо). Як приводи в них використовуються муфти на магнітах, які дозволяють передавати рухи через “глуху” стінку, без отворів під передаточні механізми.
Сервоманіпулятори. Це назва закріпилась за копіювальними маніпуляторами, в яких керуючий і виконавчий механізми, розміщені дистанційно, зв’язані системами керування особливого виду – оборотними спостережними системами (ОСС). ОСС забезпечують однозначну відповідність по положенню між органами, які задають рух, та виконавчими органами. Кількість ОСС дорівнює кількості ступенів вільності маніпулятора.
Маніпулятори з кнопковим керуванням. Вони складаються, по суті, з виконавчого органу, який оснащений силовими приводами (електричними, гідравлічними або пневматичними) і зв’язаний з пультом керування електрокабелем. Кількість ступенів вільності цих маніпуляторів досягає 9-10.
Маніпулятори з автоматичним керуванням. Ці маніпулятори поділяються на два типи:
Маніпулятори з жорсткою програмою дій, які відтворюють певну сукупність рухів, передбачених програмою.
Маніпулятори, в яких операції рухів визначаються ЕОМ на основі інформації про зовнішнє середовище.
Перспективи розвитку промислових роботів і маніпуляторів пов’язані з наданням їх здатності відчувати, чути, бачити, оцінювати дистанцію, вміти розпізнати образи, реагувати на теплові та електромагнітні випромінювання широкого діапазону.