KWALIFIKACJA ELM3 - STYCZEŃ 2019

PYTANIE NR 2.
Ile napędów jest zastosowanych w manipulatorze, którego schemat przedstawiono na rysunku?
Rysunek przedstawia schemat kinematyczny mechanizmu, składający się z linii i symboli graficznych.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Na schematach kinematycznych napędy są oznaczane symbolami graficznymi (tu: zamalowanymi na czarno trójkątami wskazującymi punkty przyłożenia napędu).
Na rysunku widać dokładnie trzy takie symbole, więc manipulator ma 3 napędy (3 osie ruchu).

Pełne wyjaśnienie:

W schemacie kinematycznym manipulatora kluczowe jest rozróżnienie między: członami (elementami mechanicznymi), przegubami (miejscami połączeń) oraz napędami (elementami wymuszającymi ruch danej osi). Liczbę napędów odczytuje się nie z liczby linii czy węzłów, lecz z liczby symboli napędu zaznaczonych umownie na rysunku.

W tym zadaniu napędy są oznaczone jako zamalowane na czarno trójkąty – pokazują one punkty przyłożenia siły/momentu napędowego, czyli miejsca, gdzie dana oś jest aktywnie sterowana. Na schemacie występują dokładnie trzy takie trójkąty, dlatego poprawna odpowiedź to "3 napędy."

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "4 napędy." – błąd wynika zwykle z doliczenia elementu, który wygląda "jak kolejna oś" (np. chwytaka/efektora), mimo że na schemacie nie ma dla niego symbolu napędu.
  • "5 napędów." i "6 napędów." – to typowe wartości spotykane w robotach przemysłowych, ale w tym konkretnym rysunku nie ma tylu oznaczeń napędów. To przykład nadmiernej generalizacji: przeniesienia wiedzy o typowych manipulatorach 5–6 osi na zadany schemat.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw znajdź na rysunku wszystkie symbole napędów i policz je, dopiero potem porównaj wynik z odpowiedziami. Nie licz chwytaka, elementów prowadzących ani samych przegubów, jeśli nie są oznaczone jako napędzane.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Napęd to element wykonawczy, który wymusza ruch osi manipulatora, np. silnik z przekładnią lub siłownik. Jeden napęd zwykle odpowiada jednemu stopniowi swobody (jednej osi), czyli ruchowi obrotowemu albo postępowemu, który można sterować.
Na schematach kinematycznych napędy pokazuje się symbolami umownymi. W tym typie zadań są to często zamalowane trójkąty lub strzałki przy przegubie/suwaku. Liczysz tylko te symbole, a nie liczbę członów, węzłów czy odcinków linii.
Każda oś ruchu (stopień swobody) wymaga energii i sterowania, więc zwykle ma własny napęd. Dlatego w typowych manipulatorach bez redundancji liczba napędów = liczba osi. Wyjątki to np. osie sprzężone mechanicznie albo układy z napędami wspólnymi.
Nie zawsze. Chwytak może być pasywny albo mieć własny napęd, ale na schemacie kinematycznym liczy się tylko to, co jest oznaczone jako napęd. Jeśli przy chwytaku nie ma symbolu napędu, nie należy go doliczać w tym zadaniu.
Najczęstsze pomyłki to: liczenie liczby członów zamiast napędów, doliczanie wszystkich przegubów jako napędzanych, nieuwzględnienie symboliki (pominięcie małych trójkątów) oraz automatyczne przyjęcie, że "robot ma 6 osi", mimo że schemat pokazuje mniej.
Napędy realizują głównie dwa typy ruchu: postępowy (translacja, np. oś liniowa z suwakiem) oraz obrotowy (rotacja, np. przegub obrotowy). W praktyce dobór napędu zależy od wymaganej prędkości, momentu/siły i dokładności pozycjonowania.
Nie. Przegub to miejsce połączenia członów, ale nie każdy przegub musi być napędzany. Manipulator może mieć przeguby bierne lub elementy prowadzące. W zadaniach egzaminacyjnych liczy się napędy oznaczone symbolami, a nie "wszystkie połączenia".
Najlepiej działa procedura: 1) zidentyfikuj symbole napędów, 2) policz je, 3) sprawdź, czy nie mylisz ich z symbolami przegubów/suwaka/chwytaka, 4) dopiero potem wybierz odpowiedź. To zmniejsza ryzyko pomyłki przez pośpiech.
Manipulator 3-osiowy jest typowy w prostych aplikacjach automatyki: pobieranie i odkładanie, paletyzacja w jednej płaszczyźnie, obsługa maszyn, proste operacje montażowe. Trzy napędy zwykle wystarczają do pozycjonowania efektora w ograniczonej przestrzeni roboczej.
Najczęściej myli się napęd z: przegubem (np. kwadrat z oznaczeniem węzła), suwakiem (prostokątny symbol prowadzenia) oraz chwytakiem (symbol efektora). Te elementy opisują kinematykę, ale napęd musi być dodatkowo zaznaczony symbolem napędu.
info

Statystycznie 50% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Źródła:

  • https://en.wikipedia.org/wiki/Robot_manipulator - accessed 2026-03-14
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Degrees_of_freedom_(mechanics) - accessed 2026-03-14
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Kinematics - accessed 2026-03-14

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z kinematyki manipulatorów (schematy, symbole, DOF)
  • Instrukcje/DTR przykładowych manipulatorów i osi liniowych (sekcje: opis osi i napędów)
  • Ćwiczenia z czytania schematów kinematycznych w zadaniach egzaminacyjnych ELM.3

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego