Манипуля́тор — механизм для управления пространственным положением орудий, объектов труда и конструкционных узлов и элементов. Это значение закрепилось за словом с середины XX века , благодаря применению сложных механизмов для манипулирования опасными объектами в атомной промышленности . Используется для перемещения различных грузов, получил широкое развитие в современном обществе.

Устройство и применение

Основу манипуляторов составляют пространственные механизмы со многими степенями свободы. Манипуляторы выполняют работы в средах, недоступных или опасных для человека (подводные глубины, вакуум , радиоактивная и другие ), вспомогательные работы в промышленном производстве. Манипуляторы используются в медицинской технике (например, в протезировании ). Манипуляторы изучает , которая является разделом теории машин и механизмов . В узком смысле манипулятором называется .

Манипуляторы делятся на управляемые человеком и ( как разновидность роботов ). Развитие манипуляторов привело к созданию промышленных роботов . Проектирование механизмов-манипуляторов требует решения таких задач, как создание манёвренности , устойчивости в работе, выбор правильного соотношения полезных и холостых ходов . Иногда требуется проектирование таких систем, в которых оператор чувствует усилие, создаваемое на или на грузозахвате .

Рассматривается также внедрение комплексов манипуляционных роботов в образовательный процесс .

Виды

• (в горном деле) — основной механизм , предназначенный для перемещения в призабойном пространстве автоподатчика с перфоратором ( ).
• (в металлургии ) — машина для выполнения вспомогательных операций, связанных с изменением положения заготовки при обработке металлов давлением. Различаются и . В кузнечных и прокатных цехах используются и , которые являются разновидностью кантователей (механизмов для переворачивания (кантовки) изделий).
• (в ядерной технике) — приспособление для работы с радиоактивными веществами, исключающее непосредственный контакт человека с этими веществами.
• оснащаются для ведения океанографических и других работ на глубинах.
• Платформа Гью — Стюарта — разновидность , в которой используется октаэдральная компоновка стоек. Имеет шесть степеней свободы . Применяется в станкостроении, подводных исследованиях, авиационных спасательных операциях на море, летательных тренажёрах, позиционировании спутниковых антенн, в и в ортопедической хирургии.
• Кран-манипулятор — мобильная грузоподъёмная машина , включающая грузоподъёмный кран стрелового типа, смонтированный на автомобильном шасси и служащий для его загрузки и разгрузки .

Исследования

Исследователи из университета Бен-Гуриона (Ben-Gurion University, BGU), Израиль , разработали новый тип манипулятора для роботов, которые, благодаря его наличию, станут способны выполнять работы самого разного плана, начиная от сбора овощей и фруктов на сельскохозяйственных угодьях, и заканчивая обслуживанием спутников на околоземной орбите. Манипулятор MASR (minimally actuated serial robot) представляет собой ещё один почти типичный вариант воплощения робота-змеи, состоящего из множества последовательно соединённых сегментов, приводимых в действие отдельными двигателями. Только в данном случае используются всего два двигателя, один для движения манипулятора по его основанию, а второй — для изгиба манипулятора в нужном месте и в нужном направлении .

См. также

• Педипулятор

Примечания

Литература

• Попов Е. П., Верещагин А. Ф., Зенкевич С. Л. Манипуляционные роботы: динамика и алгоритмы. — М. : Наука, 1978. — 400 с.
• Медведев В. С., Лесков А. Г., Ющенко А. С. Системы управления манипуляционных роботов. — М. : Наука, 1978. — 416 с.
• Козлов В. В., Макарычев В. П., Тимофеев А. В., Юревич Е. И. Динамика управления роботами. — М. : Наука, 1984. — 336 с.
• Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника / Пер. с англ. — М. : Мир, 1989. — 624 с. — ISBN 5-03-000805-5 .
• Шахинпур, М. Курс робототехники / Пер. с англ. — М. : Мир, 1990. — 527 с. — ISBN 5-03-001375-X .