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机器人的机械结构讲义课件
第三讲机器人的机械结构 机器人的主要技术参数机身和臂部机构驱动机构 机器人的机械机构 一 第一节机器人的主要技术参数 自由度操作机的自由度多 机构运动的灵活性大 通用性强 但机构的结构也更复杂 刚性变差 机构的自由度多于为完成生产任务所必需的自由度时 多余的自由度称为冗余自由度 设置冗余自由度使操作机具有一定的避障能力 在进行运动逆解时 使各关节的运动具有优选的条件 工业机器人一般多为4 6个自由度 第一节机器人的主要技术参数 工作空间机器人的工作空间是指机器人手臂或手部安置点所能达到的所有空间区域 不包括手部本身所能达到的区域 工作空间的形状取决于机器人的构型 工作空间的大小取决于组成机器人各部件的自身尺寸和运动尺寸 第一节机器人的主要技术参数 工作速度工作速度是指机器人在工作载荷条件下 匀速运动过程 机械接口中心或工具中心点在时间内所移动的距离或转动的角度 工作载荷机器人在规定的性能范围内 机械接口处能承受的最大负载量 包括手部 用质量 力矩 惯性矩来表示 第一节机器人的主要参数 控制方式机器人用于控制轴的方式 使伺服还是非伺服 伺服控制方式是实现连续轨迹还是点到点的运动 驱动方式指的是关节执行器的动力源形式 电气驱动 液压驱动 气压驱动 其它驱动形式 第一节机器人的主要技术参数 精度 重复精度和分辨率精度 重复精度 和分辨率用来定义机器人手部的定位能力 精度是一个位置量相对于其参照系的绝对度量 重复精度指在相同的运动位置命令下 机器人连续若干次运动轨迹之间的误差度量 第一节机器人的主要技术参数 分辨率是指机器人每根轴能够实现的最小移动距离或最小转动角度 精度和分辨率不一定相关 分辨率 精度 重复精度的关系 第二节机身和臂部机构 机身起连接 支承和传动的作用既可以是固定式的 也可以是行走式的 臂部支承腕部和手部 并带动它们在空间运动在工作中直接承受腕 手和工件的静 动载荷 自身运动又较多 故受力复杂 一 机身和臂部的作用 机器人的机械机构 一 二 机身的典型结构 采用哪种自由度形式由机器人的总体设计来定 直角坐标型 机器人的机械机构 一 控制简单 刚性最大 龙门式 容易达到高精度 操作范围小 占地面积大 运动速度低 密封性差 二 机身的典型结构 圆柱坐标型 机器人的机械机构 一 工作范围可以扩大 计算简单 动力输出较大 手臂可达空间受到限制 直线驱动部分难以密封 安全性差 二 机身的典型结构 球坐标式 机器人的机械机构 一 中心支架附近的工作范围大 工作空间大 坐标系复杂 难以控制 存在工作死区 密封性较差 二 机身的典型结构 平面多关节型 机器人的机械机构 一 垂直方向上刚度高 水平面内动作灵活 适于孔轴装配工作 二 机身的典型结构 垂直多关节型 机器人的机械机构 一 动作灵活 工作空间大 易密封 工作条件要求低 适合用电机驱动 计算量大 输出动力不大 机身的典型结构 回转与升降机身回转与俯仰机身 机器人的机械机构 一 齿条活塞油缸驱动的回转型机身 升降回转台 升降缸体 活塞 活塞杆 固定导套 齿轮套筒 齿条缸 固定立柱 齿条活塞油缸驱动的回转型机身 1 活塞2 花键套3 花键轴4 升降油缸5 摆动油缸6 摆动缸定片7 摆动缸动片 链条链轮型回转机身 回转与俯仰机身 采用尾部耳环或中部销轴与