Структура манипулятора однозначно отображается матрицей смежности C, составленной по следующему правилу:
Матрицы смежности манипуляторов, изображенных на рис. 4 и рис. 5:
Матрицы смежностей устанавливают взаимные отношения между кинематическими парами в манипуляторах. Сумма элементов столбца или строки
указывает, сколько звеньев кинематической цепи присоединено к данной кинематической паре, то есть является ее локальной степенью
.
Структура манипулятора однозначно отображается матрицей инцидентности , составленной по правилу:
где
Матрицы инцидентности для манипуляторов, изображенных на рис. 4 и рис. 5:
Ненулевой элемент матрицы указывает на инцидентность кинематической пары
и связи
. Если заданы матрицы C и I, то по ним можно построить кинематическую цепь манипулятора, так как каждая из них однозначно определяет цепь.
Отображение структуры в форме числовой последовательности
В этом случае структура манипулятора представляется последовательностью локальных степеней кинематических пар. Порядковый номер числа в этой последовательности соответствует номеру кинематической пары от стойки, а само число указывает локальную степень пары
Для механизмов, изображенных на рис. 4 и рис. 5
Структурные характеристики механизмов
Совокупность критериев качества необходима для оценки существующих механизмов, выбора определенного типа его из конечного множества альтернативных видов и конструкций, а также для сравнения возможных вариантов при синтезе и проектировании.
Оценка качества любой системы производится путем установления номенклатуры критериев и их последующей количественной оценки. Такими критериями для оценки структуры манипуляторов являются: порядок структуры, тип кинематической цепи, число измерений структуры, сложность структуры и т.п.
|
Порядок структуры
Порядок структуры манипулятора есть число (множество) кинематических пар, образующих кинематическую цепь манипулятора. Манипулятор n -го порядка состоит из конечного множества кинематических пар. Кинематические пары соединены взаимными связями
, образующими звенья. Если связь
соединяет кинематические пары
, то они являются смежными, а связь
инцидентна кинематическим парам
и
. Число связей, инцидентной данной кинематической паре
, называется ее локальной степенью
, или валентностью. Между локальными степенями кинематических пар и числом взаимных связей существует следующая зависимость:
Тип кинематической цепи
Тип кинематической цепи определяется ранее установленным соотношением
F = S – P + 1,
где F – число замкнутых контуров, имеющихся в цепи,
S – число связей, соединяющих кинематические пары,
P – число кинематических пар.
Если F = 0, то кинематическая цепь не образует замкнутых контуров и является незамкнутой или ацикличной. При F > 0 кинематическая цепь является замкнутой или цикличной с числом замкнутых контуров равным F.
Род кинематической цепи
Кинематическая цепь механизма называется совершенно однородной или I рода, если в ней содержатся кинематические пары одного класса и вида. Если в цепи манипулятора содержатся кинематические пары одного класса, но различных видов, то цепь является однородной или II рода. Неоднородной или III рода, является цепь, которая образована кинематическими парами различных классов.
|
Род кинематической цепи определяет маневренность манипулятора. Маневренность манипулятора с однородной цепью постоянна, а манипулятора с неоднородной цепью может быть изменена в зависимости от взаимного расположения кинематических пар.