Układem kinematycznym nazywamy dowolny zespół elementów składowych (członów) połączonych ze sobą w sposób umożliwiający ruch względny stworzony przez naturę lub człowieka do wypełniania celowych funkcji. Para kinematyczna to ruchowe połączenie dwóch członów, połączenie dające łączonym członom możliwość wykonywania ruchów względnych. Podziały par kinematycznych: - według rodzaju styku tworzących członów - według stopni swobody ruchu względnego Pary kinematyczne dzielimy na: •niższe, •wyższe, •mieszane. Pary kinematyczne dzielimy na klasy według liczby stopni swobody jednego członu względem drugiego członu pary. Pary: I klasy – jeden stopień swobody II klasy – dwa stopnie swobody III klasy – trzy stopnie swobody IV klasy – cztery stopnie swobody V klasy – pięć stopni swobody Łańcuchem kinematycznym nazywamy szereg członów połączonych ze sobą parami kinematycznymi. Łańcuchy dzielimy na: - otwarte (a) - zamknięte (b, c, d, e) - płaskie (a, b, c, d) - przestrzenne (e) - ruchliwe (a, b, d, e) - nieruchliwe – sztywne (c) Układ kinematyczny jest jednobieżny jeżeli liczba członów czynnych (napędów) jest równa ruchliwości. Mechanizmem nazywamy jednobieżny łańcuch kinematyczny zaprojektowany do przekształcanie ruchu jednego lub kilku członów na ruch innych członów. Ruchliwość mechanizmu „W” – nazywamy liczbę więzów, które należałoby narzucić na człony, aby łańcuch kinematyczny mechanizmu był nieruchomy względem podstawy. Ruchliwość lokalna – lokalne stopnie swobody członu (niekiedy grupy członów) nie zmieniające położenia pozostałej (głównej) części mechanizmu. Ich wprowadzenie bywa korzystne z punktu widzenia prostoty konstrukcji i równomierność zużywania się powierzchni par kinematycznych. Trajektoria, tor punktu – miejsca geometryczne jego kolejnych położeń w przyjętym układzie odniesienia. Siła: 1. wielkość wektorowa charakteryzująca miarę oddziaływania ciał, 2. przyczyna zmiany prędkości, odkształcenia. Siły w mechanizmach: -ciągłe – skupione -zewnętrzne – wewnętrzne, -czynne – bierne, -grawitacji, -bezwładności, -równoważące. Trzy siły w układzie płaskim są w równowadze, jeżeli ich kierunki działania przecinają się w jednym punkcie. Przekładnie zębate – cel * Przeniesienie ruchu z jednego wału na drugi * Zmiana momentu * Zmiana prędkości obrotowej Przekładnie obiegowe – duże przełożenie przy zwartej budowie, zdolność do przenoszenia dużych mocy, ciekawe trajektorie pkt., możliwość rozdziału napędu na kilka odbiorników (p.różnicowa), możliwość sumowania kilku napędów (sumująca), wysokie koszty wykonania Mechanizm dźwigowy – zbudowany jest z członów tworzących ze sobą pary niższe (przenoszą duże obciążenia) lub czworobok przegubowy składający się z podst., 2 ramion oraz łącznika. Własności przekładni zębatych o osiach stałych * Małe przełożenia na jednym zezębieniu * Duże gabaryty i duża masa * Duże przełożenia uzyskuje się dzięki wielu zazębieniom * Stosunkowo tanie w wykonaniu i eksploatacji Własności przekładni obiegowych * Duże przełożenia przy zwartej budowie * Możliwość sumowania kilku napędów (W>1) – p. sumujące * Zdolność przenoszenia dużych sił (mocy) * Możliwość rozdziału napędu na kilka odbiorników (W>1) – p. różnicowe * Ciekawe trajektorie punktów kół obiegowych * Wysokie wymagania dokładnościowe - koszty Grupa statycznie wyznaczalne – jest to fragment mechanizmu zbudowany z k członów połączonych parami kinematycznymi (p1, p2 – liczba I i II klasy), który można rozwiązać metodami statyki, który jest statycznie wyznaczalny, 3K-2p1-p2=0(warunek statycznej wyznaczalności grupy) Manipulator –mechaniczny układ przeznaczony do realizacji niektórych funkcji ręki ludzkiej. Manewrowość – liczba m stopni swobody członów manipulatora przy unieruchomionym uchwycie. MANIPULATOR KOPIUJĄCY-małe siły (napędza operator), - małe odległości (długi łańcuch kinemat-błędy) ZASTOSOWANIE: PRACA W SRODOWISKU NIEBEZPIECZNYM: ;UCIĄŻLIWE I POWTARZALNE OPERACJE TECHNOLOGICZNE, MEDYCYNA, OCHRONA ZDROWIA Strefa robocza-tak nazywa się miejsce manipulacji chwytaka. Jest to zbiór możliwych połozen punktu mocowania Przemieszczanego manipulatorem przedmiotu. Kąt i współczynnik serwisu- przedmiot o kształcie kulistym Umieszczonym w pkt P strefy roboczej może być podjety Przez chwytak manipulatora na ogół przy ustytuowaniu osi tego chwytaka.Własciwosc ta nazywa się serwisem i jest opisywana ilosciowo tzw współczynnikiem serwisu Mechanizmem krzywkowym nazywamy mechanizm w którym występuje para wyższa(p.k) Mechanizmy krzywkowe mają zastosowanie przede wszystkim w układach rozrządczych i regulacyjnych maszyn automatycznych i półautomatycznych: -w układach sterowania zaworami w silniku spalinowym, pompie, sprężarce, - w mechanicznych układach sterowania programatorami -w układach sterowania obrabiarkami, ZALETY: Możliwość zamiany dowolnego ruchu krzywki na dowolny ruch popychacza. Możliwość realizacji dowolnego prawa ruchu. prosta zwarta budowa WADY: występowanie pary kinematycznej wyższej. występowanie dużych nacisków powierzchniowych. wyrabianie bieżni krzywki. wrażliwość na niedokładności wykonania. koszty wykonania SIŁA to przyczyna zmiany prędkości, odkształcenia Siły w mechanizmach: ciągłe (skupione)-zewnętrzne(wew.) - czynne(bierne)- użyteczne(nieużyteczne)- grawitacji, -bezwładności,- równoważące. SIŁY OBCIAŻAJĄCE CZŁONY MECHANIZMU: 1.S. bezwładności(Pbi, Mbi)2. S. grawitacji (Fgi) 3.S. zewn. RÓWNOWAGA W MECHANIZMACH Aby zrównoważyć taki układ sił należy do układu przyłożyć wielkość równoważącą - moment MC (lub siłę FC) -Jeżeli w obciążeniu członów uwzględnimy siły bezwładności to taki układ możemy rozwiązywać metodami statyki – metoda taka nosi nazwę kinetostatyki. Równanie macierzowe można zapisać w formie skróconej: Fx BFz Fz - wektor sił znanych (siły masowe i obciążenie zewnętrzne M3), B - macierz współczynników znanych przy znanej konfiguracji układu, Fx - wektor sił niewiadomych (siły oddziaływania w parach, moment M1). Rozw: x z F B1F Manipulatory równoległe: Ogólne własności manipulatorów równoległych: - duża sztywność układu, - duża dokładność realizowanych ruchów, - duża nośność,- mała masa członów ruchomych, - platforma może poruszać się ze znacznymi prędkościami i przyspieszeniami, - stosunkowo mała strefa robocza Zastosowanie: - wyspecjalizowane obrabiarki,- manipulatory montażowe, - manipulatory pakujące,- manipulatory pomiarowe, - układy pozycjonujące,- symulatory ruchu Synteza geometryczna jest procesem polegającym na określaniu wymiarów podstawowych mechanizmu spełniających założone kryteria i ograniczenia projektowe. ///CELE SYNTEZY STRUKTURALNEJ 1.Generowanie rozwiązań strukturalnych mechanizmów 2. Budowanie katalogów wszystkich teoretycznie możliwych rozwiązań 3. Szukanie rozwiązań optymalnych strukturalnie//metody: Metoda inwersji-Metoda ta umożliwia wykorzystanie jakiegokolwiek znanego już rozwiązania do tworzenia zbioru innych rozwiązań o tej samej liczbie członów i par. metody ogolne- W mechanizmie można wyróżnić cztery elementy składowe:podstawę o,człon czynny c, cz.bierny b i łańcuch członów pośredniczących U	Układem kinematycznym nazywamy dowolny zespół elementów składowych (członów) połączonych ze sobą w sposób umożliwiający ruch względny stworzony przez naturę lub człowieka do wypełniania celowych funkcji. Para kinematyczna to ruchowe połączenie dwóch członów, połączenie dające łączonym członom możliwość wykonywania ruchów względnych. Podziały par kinematycznych: - według rodzaju styku tworzących członów - według stopni swobody ruchu względnego Pary kinematyczne dzielimy na: •niższe, •wyższe, •mieszane. Pary kinematyczne dzielimy na klasy według liczby stopni swobody jednego członu względem drugiego członu pary. Pary: I klasy – jeden stopień swobody II klasy – dwa stopnie swobody III klasy – trzy stopnie swobody IV klasy – cztery stopnie swobody V klasy – pięć stopni swobody Łańcuchem kinematycznym nazywamy szereg członów połączonych ze sobą parami kinematycznymi. Łańcuchy dzielimy na: - otwarte (a) - zamknięte (b, c, d, e) - płaskie (a, b, c, d) - przestrzenne (e) - ruchliwe (a, b, d, e) - nieruchliwe – sztywne (c) Układ kinematyczny jest jednobieżny jeżeli liczba członów czynnych (napędów) jest równa ruchliwości. Mechanizmem nazywamy jednobieżny łańcuch kinematyczny zaprojektowany do przekształcanie ruchu jednego lub kilku członów na ruch innych członów. Ruchliwość mechanizmu „W” – nazywamy liczbę więzów, które należałoby narzucić na człony, aby łańcuch kinematyczny mechanizmu był nieruchomy względem podstawy. Ruchliwość lokalna – lokalne stopnie swobody członu (niekiedy grupy członów) nie zmieniające położenia pozostałej (głównej) części mechanizmu. Ich wprowadzenie bywa korzystne z punktu widzenia prostoty konstrukcji i równomierność zużywania się powierzchni par kinematycznych. Trajektoria, tor punktu – miejsca geometryczne jego kolejnych położeń w przyjętym układzie odniesienia. Siła: 1. wielkość wektorowa charakteryzująca miarę oddziaływania ciał, 2. przyczyna zmiany prędkości, odkształcenia. Siły w mechanizmach: -ciągłe – skupione -zewnętrzne – wewnętrzne, -czynne – bierne, -grawitacji, -bezwładności, -równoważące. Trzy siły w układzie płaskim są w równowadze, jeżeli ich kierunki działania przecinają się w jednym punkcie. Przekładnie zębate – cel * Przeniesienie ruchu z jednego wału na drugi * Zmiana momentu * Zmiana prędkości obrotowej Własności przekładni zębatych o osiach stałych * Małe przełożenia na jednym zezębieniu * Duże gabaryty i duża masa * Duże przełożenia uzyskuje się dzięki wielu zazębieniom * Stosunkowo tanie w wykonaniu i eksploatacji Własności przekładni obiegowych * Duże przełożenia przy zwartej budowie * Możliwość sumowania kilku napędów (W>1) – p. sumujące * Zdolność przenoszenia dużych sił (mocy) * Możliwość rozdziału napędu na kilka odbiorników (W>1) – p. różnicowe * Ciekawe trajektorie punktów kół obiegowych * Wysokie wymagania dokładnościowe - koszty Grupa statycznie wyznaczalne – jest to fragment mechanizmu zbudowany z k członów połączonych parami kinematycznymi (p1, p2 – liczba I i II klasy), który można rozwiązać metodami statyki, który jest statycznie wyznaczalny, 3K-2p1-p2=0(warunek statycznej wyznaczalności grupy) Manipulator –mechaniczny układ przeznaczony do realizacji niektórych funkcji ręki ludzkiej. MANIPULATOR KOPIUJĄCY-małe siły (napędza operator), - małe odległości (długi łańcuch kinemat-błędy) ZASTOSOWANIE: PRACA W SRODOWISKU NIEBEZPIECZNYM: ;UCIĄŻLIWE I POWTARZALNE OPERACJE TECHNOLOGICZNE, MEDYCYNA, OCHRONA ZDROWIA Strefa robocza-tak nazywa się miejsce manipulacji chwytaka. Jest to zbiór możliwych połozen punktu mocowania Przemieszczanego manipulatorem przedmiotu. Kąt i współczynnik serwisu- przedmiot o kształcie kulistym Umieszczonym w pkt P strefy roboczej może być podjety Przez chwytak manipulatora na ogół przy ustytuowaniu osi tego chwytaka.Własciwosc ta nazywa się serwisem i jest opisywana ilosciowo tzw współczynnikiem serwisu Mechanizmem krzywkowym nazywamy mechanizm w którym występuje para wyższa(p.k) Mechanizmy krzywkowe mają zastosowanie przede wszystkim w układach rozrządczych i regulacyjnych maszyn automatycznych i półautomatycznych: -w układach sterowania zaworami w silniku spalinowym, pompie, sprężarce, - w mechanicznych układach sterowania programatorami -w układach sterowania obrabiarkami, ZALETY: Możliwość zamiany dowolnego ruchu krzywki na dowolny ruch popychacza. Możliwość realizacji dowolnego prawa ruchu. prosta zwarta budowa WADY: występowanie pary kinematycznej wyższej. występowanie dużych nacisków powierzchniowych. wyrabianie bieżni krzywki. wrażliwość na niedokładności wykonania. koszty wykonania SIŁA to przyczyna zmiany predkości, odkształcenia Siły w mechanizmach:ciągłe (skupione)-zewnętrzne(wew.) - czynne(bierne)- użyteczne(nieużyteczne)- grawitacji, -bezwładności,- równoważące. SIŁY OBCIAŻAJĄCE CZŁONY MECHANIZMU: 1.S. bezwładności(Pbi, Mbi)2. S. grawitacji (Fgi) 3.S. zewn. RÓWNOWAGA W MECHANIZMACH Aby zrównoważyć taki układ sił należy do układu przyłożyć wielkość równoważącą - moment MC (lub siłę FC) -Jeżeli w obciążeniu członów uwzględnimy siły bezwładności to taki układ możemy rozwiązywać metodami statyki – metoda taka nosi nazwę kinetostatyki. Równanie macierzowe można zapisać w formie skróconej: Fx BFz Fz - wektor sił znanych (siły masowe i obciążenie zewnętrzne M3), B - macierz współczynników znanych przy znanej konfiguracji układu, Fx - wektor sił niewiadomych (siły oddziaływania w parach, moment M1). Rozw: x z F B1F Manipulatory równoległe: Ogólne własności manipulatorów równoległych: - duża sztywność układu, - duża dokładność realizowanych ruchów, - duża nośność,- mała masa członów ruchomych, - platforma może poruszać się ze znacznymi prędkościami i przyspieszeniami, - stosunkowo mała strefa robocza Zastosowanie: - wyspecjalizowane obrabiarki,- manipulatory montażowe, - manipulatory pakujące,- manipulatory pomiarowe, - układy pozycjonujące,- symulatory ruchu Synteza geometryczna jest procesem polegającym na określaniu wymiarów podstawowych mechanizmu spełniających założone kryteria i ograniczenia projektowe. ///CELE SYNTEZY STRUKTURALNEJ 1.Generowanie rozwiązań strukturalnych mechanizmów 2. Budowanie katalogów wszystkich teoretycznie możliwych rozwiązań 3. Szukanie rozwiązań optymalnych strukturalnie//metody: Metoda inwersji-Metoda ta umożliwia wykorzystanie jakiegokolwiek znanego już rozwiązania do tworzenia zbioru innych rozwiązań o tej samej liczbie członów i par. metody ogolne- W mechanizmie można wyróżnić cztery elementy składowe:podstawę o,człon czynny c, cz.bierny b i łańcuch członów pośredniczących U	Układem kinematycznym nazywamy dowolny zespół elementów składowych (członów) połączonych ze sobą w sposób umożliwiający ruch względny stworzony przez naturę lub człowieka do wypełniania celowych funkcji. Para kinematyczna to ruchowe połączenie dwóch członów, połączenie dające łączonym członom możliwość wykonywania ruchów względnych. Podziały par kinematycznych: - według rodzaju styku tworzących członów - według stopni swobody ruchu względnego Pary kinematyczne dzielimy na: •niższe, •wyższe, •mieszane. Pary kinematyczne dzielimy na klasy według liczby stopni swobody jednego członu względem drugiego członu pary. Pary: I klasy – jeden stopień swobody II klasy – dwa stopnie swobody III klasy – trzy stopnie swobody IV klasy – cztery stopnie swobody V klasy – pięć stopni swobody Łańcuchem kinematycznym nazywamy szereg członów połączonych ze sobą parami kinematycznymi. Łańcuchy dzielimy na: - otwarte (a) - zamknięte (b, c, d, e) - płaskie (a, b, c, d) - przestrzenne (e) - ruchliwe (a, b, d, e) - nieruchliwe – sztywne (c) Układ kinematyczny jest jednobieżny jeżeli liczba członów czynnych (napędów) jest równa ruchliwości. Mechanizmem nazywamy jednobieżny łańcuch kinematyczny zaprojektowany do przekształcanie ruchu jednego lub kilku członów na ruch innych członów. Ruchliwość mechanizmu „W” – nazywamy liczbę więzów, które należałoby narzucić na człony, aby łańcuch kinematyczny mechanizmu był nieruchomy względem podstawy. Ruchliwość lokalna – lokalne stopnie swobody członu (niekiedy grupy członów) nie zmieniające położenia pozostałej (głównej) części mechanizmu. Ich wprowadzenie bywa korzystne z punktu widzenia prostoty konstrukcji i równomierność zużywania się powierzchni par kinematycznych. Trajektoria, tor punktu – miejsca geometryczne jego kolejnych położeń w przyjętym układzie odniesienia. Siła: 1. wielkość wektorowa charakteryzująca miarę oddziaływania ciał, 2. przyczyna zmiany prędkości, odkształcenia. Siły w mechanizmach: -ciągłe – skupione -zewnętrzne – wewnętrzne, -czynne – bierne, -grawitacji, -bezwładności, -równoważące. Trzy siły w układzie płaskim są w równowadze, jeżeli ich kierunki działania przecinają się w jednym punkcie. Przekładnie zębate – cel * Przeniesienie ruchu z jednego wału na drugi * Zmiana momentu * Zmiana prędkości obrotowej Własności przekładni zębatych o osiach stałych * Małe przełożenia na jednym zezębieniu * Duże gabaryty i duża masa * Duże przełożenia uzyskuje się dzięki wielu zazębieniom * Stosunkowo tanie w wykonaniu i eksploatacji Własności przekładni obiegowych * Duże przełożenia przy zwartej budowie * Możliwość sumowania kilku napędów (W>1) – p. sumujące * Zdolność przenoszenia dużych sił (mocy) * Możliwość rozdziału napędu na kilka odbiorników (W>1) – p. różnicowe * Ciekawe trajektorie punktów kół obiegowych * Wysokie wymagania dokładnościowe - koszty Grupa statycznie wyznaczalne – jest to fragment mechanizmu zbudowany z k członów połączonych parami kinematycznymi (p1, p2 – liczba I i II klasy), który można rozwiązać metodami statyki, który jest statycznie wyznaczalny, 3K-2p1-p2=0(warunek statycznej wyznaczalności grupy) Manipulator –mechaniczny układ przeznaczony do realizacji niektórych funkcji ręki ludzkiej. MANIPULATOR KOPIUJĄCY-małe siły (napędza operator), - małe odległości (długi łańcuch kinemat-błędy) ZASTOSOWANIE: PRACA W SRODOWISKU NIEBEZPIECZNYM: ;UCIĄŻLIWE I POWTARZALNE OPERACJE TECHNOLOGICZNE, MEDYCYNA, OCHRONA ZDROWIA Strefa robocza-tak nazywa się miejsce manipulacji chwytaka. Jest to zbiór możliwych połozen punktu mocowania Przemieszczanego manipulatorem przedmiotu. Kąt i współczynnik serwisu- przedmiot o kształcie kulistym Umieszczonym w pkt P strefy roboczej może być podjety Przez chwytak manipulatora na ogół przy ustytuowaniu osi tego chwytaka.Własciwosc ta nazywa się serwisem i jest opisywana ilosciowo tzw współczynnikiem serwisu Mechanizmem krzywkowym nazywamy mechanizm w którym występuje para wyższa(p.k) Mechanizmy krzywkowe mają zastosowanie przede wszystkim w układach rozrządczych i regulacyjnych maszyn automatycznych i półautomatycznych: -w układach sterowania zaworami w silniku spalinowym, pompie, sprężarce, - w mechanicznych układach sterowania programatorami -w układach sterowania obrabiarkami, ZALETY: Możliwość zamiany dowolnego ruchu krzywki na dowolny ruch popychacza. Możliwość realizacji dowolnego prawa ruchu. prosta zwarta budowa WADY: występowanie pary kinematycznej wyższej. występowanie dużych nacisków powierzchniowych. wyrabianie bieżni krzywki. wrażliwość na niedokładności wykonania. koszty wykonania SIŁA to przyczyna zmiany predkości, odkształcenia Siły w mechanizmach:ciągłe (skupione)-zewnętrzne(wew.) - czynne(bierne)- użyteczne(nieużyteczne)- grawitacji, -bezwładności,- równoważące. SIŁY OBCIAŻAJĄCE CZŁONY MECHANIZMU: 1.S. bezwładności(Pbi, Mbi)2. S. grawitacji (Fgi) 3.S. zewn. RÓWNOWAGA W MECHANIZMACH Aby zrównoważyć taki układ sił należy do układu przyłożyć wielkość równoważącą - moment MC (lub siłę FC) -Jeżeli w obciążeniu członów uwzględnimy siły bezwładności to taki układ możemy rozwiązywać metodami statyki – metoda taka nosi nazwę kinetostatyki. Równanie macierzowe można zapisać w formie skróconej: Fx BFz Fz - wektor sił znanych (siły masowe i obciążenie zewnętrzne M3), B - macierz współczynników znanych przy znanej konfiguracji układu, Fx - wektor sił niewiadomych (siły oddziaływania w parach, moment M1). Rozw: x z F B1F Manipulatory równoległe: Ogólne własności manipulatorów równoległych: - duża sztywność układu, - duża dokładność realizowanych ruchów, - duża nośność,- mała masa członów ruchomych, - platforma może poruszać się ze znacznymi prędkościami i przyspieszeniami, - stosunkowo mała strefa robocza Zastosowanie: - wyspecjalizowane obrabiarki,- manipulatory montażowe, - manipulatory pakujące,- manipulatory pomiarowe, - układy pozycjonujące,- symulatory ruchu Synteza geometryczna jest procesem polegającym na określaniu wymiarów podstawowych mechanizmu spełniających założone kryteria i ograniczenia projektowe. ///CELE SYNTEZY STRUKTURALNEJ 1.Generowanie rozwiązań strukturalnych mechanizmów 2. Budowanie katalogów wszystkich teoretycznie możliwych rozwiązań 3. Szukanie rozwiązań optymalnych strukturalnie//metody: Metoda inwersji-Metoda ta umożliwia wykorzystanie jakiegokolwiek znanego już rozwiązania do tworzenia zbioru innych rozwiązań o tej samej liczbie członów i par. metody ogolne- W mechanizmie można wyróżnić cztery elementy składowe:podstawę o,człon czynny c, cz.bierny b i łańcuch członów pośredniczących U