La struttura meccanica dei robot

La struttura meccanica di un robot può essere fissa oppure mobile. I robot con struttura fissa sono detti robot manipulators (manipolatori), mentre quelli con struttura mobile sono detti mobile robots.

I robot manipolatori

Sono robot fissi che svolgono le proprie funzioni in una fabbrica o, comunque, in un luogo prefissato, senza possibilità di spostarsi in modo autonomo.

Sono caratterizzati bracci mobili collocati in una struttura portante. I bracci hanno due o più giunti (prismatici o rotoidali).

Ogni giunto fornisce almeno un grado di libertà al braccio.

• Giunto rotoidale: consente una rotazione attorno a un asse. Fornisce 1 grado di libertà.
• Giunto prismatico: consente una traslazione lungo un asse. Fornisce 1 grado di libertà.
• Giunto sferico: consente una rotazione in tre direzioni (tre assi). Fornisce 3 gradi di libertà.
• Giunto cilindrico: consente sia una rotazione che una traslazione lungo lo stesso asse. Fornisce 2 gradi di libertà.
• Giunto piano: consente una traslazione in due direzioni e una rotazione in un piano. Fornisce 3 gradi di libertà.

Alla fine del braccio è posto lo strumento che permette al robot di compiere un lavoro particolare. Ad esempio, avvitare, forare, recidere, ecc.

Lo spazio di lavoro è l'ambiente circostante in cui il braccio può operare.

Esistono siversi tipi di strutture elementari di questo tipo

• Manipolatore cartesiano
  E' caratterizzato da tre giunti ortogonali tra loro. Ogni giunto fornisce un grado di libertà. L'area di lavoro è un parallelepipedo. L'accesso all'area di lavoro può essere laterale oppure dall'alto (manipolatore a portale). Quest'ultimo è adatto soprattutto se il peso del braccio e/o del carico è molto grande.
  
• Manipolatore cilindrico
  La struttura cilindrica è posta al centro della base. Il giunto principale è un rotoidale di base che ruota di 360°. Lo spazio di lavoro è un cilindro cavo. Altri due giunti prismatici consentono la traslazione del braccio terminale (polso) in orizzontale e verticale.
  
• Manipolatore sferico
  Un tipico manipolatore sferico ha tre giunti. Un primo giunto rotoidale consente una rotazione orizzontale. Un secondo giunto rotoidale permette un'ulteriore rotazione orizzontale/inclinata. Infine, un terzo giunto prismatico permette una traslazione lungo un asse.
  

E così via