机器人本体结构.ppt

第5章机器人本体基本结构本体结构:机体结构和机械传动系统,也是机器人的支承基础和执行机构。(1)传动部件。(2)机身及行走机构。(3)臂部。(4)腕部。(5)手部。、机器人本体基本结构的举例腕部姿态机构大臂末杆+手部大臂腰部位置机构机座上述操作机的分类是按位置机构的结构形式分的关节:工业机器人的运动副。3个腕关节飞1个肘关节1个肩关节1个腰关节本体基本结构的主要特点:(1)开式运动链:结构刚度不高。(2)相对机架:独立驱动器,运动灵活。3)扭矩变化非常复杂:对刚度、间隙和运动精度都有较高的要求。(4)动力学参数(力、刚度、动态性能)都是随位姿的变化而变化:易发生振动或出现其他不稳定现象。本体基本结构要求:1)自重小:改善机器人操作的动态性能;2)静动态刚度高:提高定位精度和跟踪精度;增加机械系统设计的灵活性;减小定位时的超调量稳定时间,降低对控制系统的要求和系统造价;3)固有频率高:避开机器人的工作频率,有利于系统的稳定。(1)强度高减轻重量(2)弹性模量大刚度大。但是用合金钢代替碳结构钢不增加刚度。普通碳结构钢:∝=420MPa,E=×105MPa高合金结构钢:=2000VPa,E=×105MPa(3)密度小:重量轻(4)阻尼大:减小稳定时间。(5)经济性。、;E大;应用最广泛。、铝合金及其他轻合金材料重量轻,弹性模量E不大;E/p之比仍可与钢材相比。稀贵铝合金:例如添加32%重量百分比锂的铝合金,弹性模量增加了14%,E/p比增加了16%。。如硼纤维增强铝合金、石墨纤维增强镁合金等,其E/p比分别达到114×107和89×。,易老化、蠕变、高温热膨胀/金属件连接困难等问题。重量轻,刚度大,,结果表明,机械臂的重复定位精度在阻尼处理前为±030mm,处理后为±016mm;残余振动时间在阻尼处理前后分别为09s和05s52机身及臂部结构521机器人机身结构的基本形式和特点机身的典型结构机身结构一般由机器人总体设计确定。(1)油缸驱动,升降油缸在下,回转油缸在上。升降活塞杆杆的尺寸要加大(2)油缸驱动,回转油缸在下,升降油缸在上,回转油缸的驱动力矩要设计得大一些。(3)链轮传动机构。回转角度可大于360旧(a)单杆活塞气缸驱动链条链轮传动机构b)