ch_03工业机器人.ppt

在印度尼西亚首都雅加达举行的汽车展上，两名男子在与一个智能机器人一起表演印尼传统舞蹈。 一家日本公司在2008年CEBIT上展示的音乐机器人 艺术家 Branch Worsham在排演一部新的音乐剧名叫《机器人》，这部剧讲述了一个自我放逐的男人与三个机器人一起生活（一个管家，一个宠物和一个舞女） 在印度尼西亚首都雅加达举行的汽车展上，一名模特在与一个智能机器人进行交流 第二节工业机器人的自由度和技术参数 一、自由度 自由度是工业机器人设计的主要参数，每一个构件（即运动件）相对固定坐标系所具有的独立运动称为自由度。 工业机器人的手臂和腰部的运动称为主运动，因为它们能改变被抓取工件在空间的位置；手腕和手指的运动称为辅助运动，手腕的运动改变被抓取工件的方位（即姿势）。以上运动均计为工业机器人的自由度，而手指的夹放动作不能改变工件的位置和方位，故它不计为自由度。 自由度是表达机器人操作机动作的通用性和灵活性的一个指标。自由度数越多，可以完成的动作越复杂，通用性越强，应用范围也越广，但是相应地带来了技术难度大、控制系统和机构结构复杂、机器人本身的体积和重量增加、成本高和维修困难。相反，自由度数少，通用性差，但技术上容易达到，结构简单、使用和维修均方便。因此应根据生产工艺过程的要求确定其自由度数。 二、机器人运动简图 三、工业机器人的技术参数 1.提取重量 2.自由度数和坐标型式 3.运动行程 4.运动速度 5.位置精度 6.程序编制及存储容量 （2） 手腕 手腕是连接末端执行器和手臂 的部件，它的作用是调整或改变 端末执行器方位，因此一般由三 个独立的回转关节组成。 （3） 手臂 ▲手臂是机械操作臂中的重要部件， 它的作用是把物料运送到工作范 围内的给定位置上。 ▲常见的驱动方式有液压驱动、气 压驱动、电力驱动及复合驱动等。 腕关节配置图 机器人手臂运动示意图 （4） 机座 ▲作用——起支承作用； ▲类型——可分为固定式和移动式两类。 工业机器人的组成 1—机座 2—控制系统 3—执行机构 二、工业机器人的结构设计 主要内容 1.工业机器人腰座的结构 2.工业机器人手臂的结构 3.工业机器人腕部的结构 4.工业机器人末端执行器的结构 1.腰部的设计原则 (1)腰部要有足够大的安装面积，以保证机器人在工作时的整体安装的稳定性。 (2)腰座要承受机器人的全部重量和载荷，因此，机器人的基座和腰部轴及轴承的结构要有足够大的强度和刚度，以保证其承载能力。 (3)机器人的腰座是机器人的第一回转关节，它对机器人的末端的运动精度最大，因此，在设计时特别要注意腰部轴系及传动链的精度与刚度的保证。 (4)机器人的基座与腰部结构要便于电缆的通过，要解决固定端与运动端的连接问题。 (5)腰部的回转运动要有相应的驱动装置，它包括驱动器及减速器。驱动器一般都带有速度与位置传感器，以及制动器。 (6)腰部的结构便于安装、调整。 (7)腰部的选材要考虑减轻机器人运动部分的惯性，以提高机器人的控制精度。 一、工业机器人的腰座的结构? 2.腰部的支承结构 1-锥轴承 2-基座 3-齿轮 4-介轮 5-齿轮 6-谐波减速器 7-电机 8-腰关节轴 9-腰座 10-大臂 1-谐波发生器 2-钢轮 3-柔轮 4-机器人腰座回转体 5-环形轴承 6-机器人基座 7-电机 ? 手臂是机器人机械结构的主要部件，它有前后伸缩、上下升降、左右回转运动。手臂由小臂和大臂组成。 1.工业机器人手臂的设计要求 (1)尽可能使机器人手臂各关节轴线相互平行;相互垂直的轴尽可能相交于一点，这样可以使机器人运动学正逆运算简化，有利于机器人的控制。 (2)机器人手臂的结构与尺寸应满足机器人工作空间的要求。 (3)为了保证机器人的运动速度与控制精度，应在保证机器人手臂有足够强度与刚度的条件下，尽可能从结构与材料上设法减轻手臂的重量。 (4)机器人各关节的轴承间隙尽可能小，以减少机械间隙所造成的运动误差。因此，各关节都应有工作可靠、便于调整的轴承间隙调整机构。 (5)机器人的手臂相对其关节回转轴线尽可能在重量上平衡，这对减少电机负荷和提高机器人手臂运动的响应速度是有益的。 (6)机器人手臂在结构上要考虑各关节的限位开关和具有一定缓冲能力的机械限位块，以及驱动装置、传动机构及内部电缆等的安装。 二、工业机器人手臂的结构 2.机器人手臂的典型结构：(1)华宇-1型机器人手臂结构 大臂驱动机构