מניפולטור מקביל הוא מערכת מכנית המשתמשת במספר שרשראות טוריות הנשלטות על ידי מחשב כדי לתמוך בפלטפורמה אחת או אפקטור קצה. הרובוט המקביל המפורסם ביותר מורכב מ-6 מפעילים ליניאריים התומכים בבסיס נע המשמש עבור סימולטורים של טיסה וציוד אחר.
לעתים קרובות אומרים שרובוטים מקבילים הם קשים יותר, מהירים יותר ומדויקים יותר מרובוטים סדרתיים. עם זאת, העובדות הרבה יותר מסובכות, מכיוון שיש הבדלים עצומים בין רובוטים מקבילים.
לבסוף, ניתן לומר שרוב מכשירי המיקום המדויק הרב-ציריים מבוססים על רובוטים מקבילים, בעיקר משושה וחצובות. עם זאת, הסיבה לתופעה זו קשורה מעט להצטברות השגיאות של רובוטים סדרתיים (בעוד שהשגיאות של רובוטים מקבילים הן ממוצעות), והיא קשורה יותר לקשיחות המשושה והחצובה.
מערכות אלו נקראות גם רובוטים מקבילים. הם רובוטים מפרקים שמשתמשים במנגנון דומה כדי להזיז את הבסיס של הרובוט' או מניפולטור אחד או יותר."מקביל" ההבדל, בהשוואה למניפולטור הסדרתי, הוא שהאפקטור הקצה (או"יד") של הקישור הזה (או"זרוע") מחובר אליו דרך כמה (בדרך כלל שלושה או שישה) מנגנונים מקבילים עצמאיים על הכן.
מה שמשמש כאן הוא "מקביל" במובן הטופולוגי, לא "מקביל" במובן הגיאומטרי; הקישורים האלה מקיימים אינטראקציה, אבל זה לא אומר שהם קווים מקבילים.
מאפייני עיצוב
בהשוואה למניפולטורים סדרתיים, כל שרשרת של מניפולטורים מקבילים היא בדרך כלל קצרה יותר ופשוטה במבנה, כך שהיא יכולה להתנגד לתנועה מיותרת. שגיאת המיקום של שרשרת אחת ושגיאות המיקום של רשתות אחרות הן ממוצעות, לא מצטברות. עבור רובוטים סדרתיים, כל מפעיל חייב לנוע בתוך דרגות החופש שלו; עם זאת, ברובוטים מקבילים, הגמישות מחוץ לציר של מפרקים מושפעת גם משרשרות אחרות. קשיחות לולאה סגורה זו היא שהופכת את הרובוט המקביל כולו לקשיח ביחס למרכיביו, בניגוד לשרשרת הסדרתית, שמפחיתה בהדרגה את קשיחותו ככל שמספר הרכיבים גדל.
חיזוק הדדי זה מאפשר גם מבנה פשוט: שרשרת המשושה של פלטפורמת סטיוארט משתמשת במפעילים ליניאריים של מפרקים מנסרים בין מפרקי כדור בכל כיוון ציר. מפרקי כדור הם פסיביים: הם פשוט נעים בחופשיות, ללא מפעילים או בלמים; עמדותיהם מוגבלות לחלוטין על ידי רשתות אחרות. לרובוט דלתא יש מפעיל סיבובי המותקן על בסיס, שיכול להניע זרוע מקבילית קשיחה וקלה. המפעיל מותקן בין החלק העליון של שלוש מהזרועות. באופן דומה, ניתן להתקין אותו גם על מפרק כדור פשוט. הייצוג הסטטי של רובוט מקביל דומה בדרך כלל למסבך מפרקי: מוטות החיבור והמפעילים שלהם מרגישים רק מתח או דחיסה, ללא כל כיפוף או מומנט, מה שמפחית שוב את השפעת כל גמישות על הכוח החיצוני של הציר.
יתרון נוסף של המניפולטור המקביל הוא שהמפעילים הכבדים מותקנים לרוב על פלטפורמה בסיסית אחת, ותנועת הזרוע מתבצעת רק דרך העמודים והמפרקים. הפחתה זו במסה לאורך הזרוע מאפשרת מבנה זרוע קל יותר, וכתוצאה מכך מפעיל קל יותר ותנועה מהירה יותר. ריכוז המסה הזה מפחית גם את מומנט האינרציה הכללי של הרובוט, מה שעשוי להוות יתרון לרובוטים ניידים או מהלכים.
כל המאפיינים הללו גורמים למניפולטור להיות בעל מגוון רחב של יכולות תנועה. מכיוון שמהירות הפעולה שלהם מוגבלת לרוב על ידי קשיחות ולא כוח טהור, הם יכולים לנוע במהירות בהשוואה למניפולטורים סדרתיים.
בהשוואה למניפולטורים סדרתיים, רוב היישומים הרובוטים דורשים קשיחות. רובוטים סדרתיים יכולים להשיג זאת על ידי שימוש במפרקים סיבוביים איכותיים המאפשרים תנועה על ציר אחד אך קשיחים לתנועה מחוץ לציר. כל תנועה שמאפשרת המפרק חייבת להתבצע גם תחת שליטה מכוונת של המפעיל. תנועה דורשת מספר צירים, ולכן יש צורך בהרבה מפרקים כאלה. גמישות מיותרת או רישול במפרק אחד עלולים לגרום לרשלנות דומה בזרוע: אין הזדמנות לתמוך בתנועה של מפרק אחד למשנהו. ההיסטרזיס הבלתי נמנע והגמישות מחוץ לציר ממשיכים להצטבר לאורך השרשרת הקינמטית של הזרוע; זרועות מדויקות הן פשרה בין הדיוק, המורכבות והעלות של המפרקים הללו.
בהשוואה לרובוטים סדרתיים, אחד החסרונות העיקריים של רובוטים מקבילים הוא שמרחב העבודה שלהם מוגבל, כי רגליהם עלולות להתנגש, ו(עבור רובוטים משושה) לכל רגל יש חמישה מפרקים פסיביים, ולכל מפרק יש גבולות מכניים משלו. חסרון נוסף של רובוטים מקבילים הוא שהם מאבדים לחלוטין את הנוקשות שלהם בעמדות יחיד (הרובוט זוכה לדרגות חופש סופיות או אינסופיות בלתי נשלטות; הוא יכול להתנדנד או לנוע). המשמעות היא שהמטריקס היעקוביאנית, המיפוי מהמרחב המשותף למרחב האוקלידי, הופך ליחיד (הדרגה יורדת מ-6).
צור קשר:
גב' סאלי
נייד: +86-13928530189
טל: +86-757-81800563
פקס: +86-757-66853383
דוא"ל: tefudesally@tefude.com
לידע נוסף, אנא בקר ישירות באתר האינטרנט הרשמי שלנו (https://www.tefudepack.com), תודה!