Kabelové roboty - Cable robots

Kabelové roboty (nazývané také jako kabelově zavěšené roboty a také drátové roboty) jsou typem paralelní manipulátory ve kterém flexibilní kabely se používají jako pohony. Jeden konec každého kabelu je navinut kolem a rotor zkroucené o motor a druhý konec je připojen k koncový efektor. Jeden slavný příklad kabelových robotů je SKYCAM který se používá k pohybu pozastaveného Fotoaparát v stadiony. Kabely jsou mnohem lehčí než tuhá propojení sériového nebo paralelní robot a lze použít velmi dlouhé kabely, aniž by byl mechanismus masivní. Výsledkem je, že koncový efektor kabelového robota může dosáhnout vysoké hodnoty zrychlení a rychlosti a pracovat ve velmi velkém pracovním prostoru (např. na stadionu). Četné inženýrství články studovaly kinematika a dynamika kabelových robotů (např. viz ^[1] v International Journal of Robotics Research 27.9 (2008): 1007-1026. pro zdokonalení konceptu). Dynamická analýza kabelových robotů není stejná jako u jiných paralelních robotů, protože kabely mohou pouze táhnout objekt, ale nemohou tlačit. Proto je manipulátor schopen provést úkol pouze v případě, že platnost ve všech kabelech jsou nezáporné. Pracovní prostor kabelových robotů je tedy definován jako oblast v prostoru, kde je schopen koncový efektor namáhat požadovaný klíč (vektory síly a momentu) do okolí, zatímco jsou všechny kabely uvnitř napětí (nezáporné síly). Mnoho výzkumných prací se zaměřilo na analýzu pracovního prostoru a optimalizaci kabelových robotů. Pracovní prostor a ovladatelnost kabelových robotů lze vylepšit přidáním kabelů do struktury robota. Tudíž, nadbytek hraje klíčovou roli při navrhování kabelových robotů.

SKYCAM, příklad kabelového robota používaného k umístění televizních kamer na sportovní hřiště.

Analýza pracovního prostoru a získání pozitivního napětí v kabelech a redundantní kabelový robot může být komplikovaný. Obecně platí, že pro redundantního robota může existovat nekonečné řešení, ale pro redundantního kabelového robota je řešení přijatelné, pouze pokud jsou všechny prvky vektoru napětí nezáporné. Nalezení takového řešení může být náročné, zvláště pokud koncový efektor pracuje společně s a trajektorie a v kabelech je požadována plynulá a plynulá distribuce napětí. V literatuře bylo k řešení těchto problémů prezentováno několik metod a výpočetní metoda je představen na základě Optimalizace roje částic metoda pro nalezení plynulého řešení podél trajektorie pro běžného redundantního kabelového robota).

Kromě paralelních kabelových robotů byly kabely použity jako pohony i v sériových robotech. Použitím kabelů jako akčních členů může být mechanismus navržen mnohem menší a lehčí (např. Lidský prstový mechanismus ovládaný kabely je uveden v ^[2]).

Reference