1. Определим момент сопротивления привода вращения вокруг вертикальной оси:
М1
= m R (
+
К2
g cos 2
) , NBZ
=
Рассмотрим, какие значения принимают коэффициенты К3 , К2 и Кц для модуля вращения.
Коэффициент Кц характеризует динамические нагрузки. Т.к. модуль вращения расположен в основании робота, на нем расположены все остальные модули и электродвигатели - примем Кц = 0.2 .
Коэффициент К2 учитывает момент неуравновешенности масс подвижных звеньев, для звена вращения эта величина будет максимальной, поэтому примем К2 = 2.0 .
Коэффициент К3 характеризует моменты инерции вращающихся звеньев манипуляционного устройства и объекта манипулирования при максимальном радиусе действия. Примем величину К3 = 2.3 .
Очевидно, что максимальная величина момента сопротивления для привода модуля вращения будет при угле качания 2 = 0 .
Приведем скорость вращения и угол к необходимым единицам измерения:
1
= 90/c
=
= 1.57
,
1 =
270
=
= 4.71 рад
Подставляя значения в формулу момента, получим:
М1=
=
=
131.1 Нм,
Ми=
= 15.08 Нм,
Мн= 5 * 19.6 = 98 Нм
Необходимая мощность двигателя N1 определяется по выражению:
N1
=
,
NBZ
=
=
=
29.5 Вт
Примем величину коэффициента полезного действия привода = 0.8 , тогда будем иметь:
N1
=
221.9 Вт
Примем стандартное значение N1 = 250 Вт.
Выберем из справочника в качестве двигателя для привода вращения вокруг вертикальной оси электрический двигатель постоянного тока ПЯ - 250 , который имеет следующие характеристики:
- номинальная мощность Nдв = 250 Вт
- номинальный момент Мдв = 0.8 Нм
- частота вращения
= 3000
2. Определим мощность привода качания руки робота.
М2
= m R (
)
Для этого модуля примем следующие значения коэффициентов:
Кц = 0.1 , К2 = 1.1 , К3 = 1.8 .
Приведем 2 и 2 в необходимую размерность :
2
= 30/c
=
= 0.52
,
2
= 60
=
= 1.05 рад
Учитывая, что М2 = max при = 0 , подставляя значения , будем иметь :
М2
=
=
=
65.5 Нм ,
Ми = 5*2.32 = 11.6 Нм ,
Мн = 5* 10.78 = 53.9 Нм
Найдем мощность двигателя N2:
N2
=
Примем = 0.8 для этого привода, тогда будем иметь
N2
=
= 48.65 Вт
Можно принять N2 = 50 Вт.
Выберем в качестве двигателя привода качания руки электродвигатель ПЯ-50 . Его характеристики:
- Nдв = 50 Вт,
- Мдв = 0.16 Нм,
- = 3000
Модуль качания можно выполнить по схеме 2 ( рис.2 ) , тогда задаваясь плечом h = 0.2 м , можно найти силу сопротивления на штоке:
F
=
=
= 327.5 Н
h
m
R
Рис. 2. Модуль качания с пневматическим приводом .
Исходя из силы сопротивления F можно определить диаметр пневмоцилиндр:
D =
Принимая n=1.5 ( резиновая манжета ) и P = 0.5 МПа, имеем:
D =
=
35.37 мм
Диаметр цилиндра можно принять равным 40 мм.