机器人应用-基础知识2解析.ppt

Compiled by: Dong Chunli 关节坐标式 （a）直接驱动型 （b）平行连杆型 （c）偏置型 （d）平面型 按机器人控制分类 非伺服机器人、伺服机器人（点、轨迹） 按几何结构分类 柱面坐标机器人、球面坐标机器人、关节球面坐标机器人。 按用途分类 工业机器人、探索机器人、服务机器人、军事机器人（地面、海洋、空中） 按机器智能分类 一般机器人、智能机器人（传感机器人、交互机器人、自主机器人） 按移动性分类 固定机器人、移动机器人（轮式、履带、步行） 非伺服机器人工作能力比较有限，机器人按照预先编好的程序顺序进行工作，使用限位开关、制动器、插销板和定序器来控制机器人的运动。插销板是用来预先规定机器人的工作顺序，而且往往是可调的。定序器是一种按照预定的正确顺序接通驱动装置的能源。驱动装置接通能源后，就带动机器人的手臂、腕部和手部等装置运动。当他们移动到由限位开关所规定的位置时，限位开关切换工作状态，给定序器送去一个工作任务已经完成的信号，并始终端制动器动作，切断驱动能源，使机器人停止运动。 伺服控制机器人比非伺服机器人有更强的工作能力。伺服系统的被控量可为机器人手部执行装置的位置、速度、加速度和力等。通过传感器取得反馈信号与来自给定装置的综合信号，用比较器加以比较后，得到误差信号，经过放大后用以激发机器人的驱动装置，进而带动手部执行装置以一定规律运动，到达规定的位置或速度等，这是一个反馈控制系统。 点位伺服控制机器人的受控运动方式为从一个点位目标移向另一个点位目标，只在目标点上完成操作。机器人可以以最快的和最直接的路径从一个端点移到另一端点。通常，点位伺服控制机器人能用于只有终端位置是重要而对编程点之间的路径和速度不做主要考虑的场合。 点位控制主要用于点焊、搬运机器人。 连续轨迹伺服控制机器人能够平滑地跟随某个规定的路径，其轨迹往往是某条不在预编程端点停留的曲线路径。 连续轨迹伺服控制机器人具有良好的控制和运行特性，由于数据是依时间采样的，而不是依预先规定的空间采样，因此机器人的运行速度较快、功率较小、负载能力也较小。连续轨迹伺服控制机器人主要用于弧焊、喷涂、打飞边毛刺和检测机器人。 * * 关节（Joint）：即运动副，是允许机器人手臂各零件之间发生相对运动的机构。是两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接，如图2-5所示。A、B两部件可以做互动联接。 高副机构（higher pair）或简称作高副，指的是运动机构的两构件通过点或线的接触而构成的运动副。例如齿轮副和凸轮副就属于高副机构。平面高副机构拥有两个自由度，即相对接触面切线方向的移动和相对接触点的转动。相对而言，通过面的接触而构成的，叫做低副机构。 * 关节是各杆件间的结合部分，是实现机器人各种运动的运动副，由于机器人的种类很多，其功能要求不同，关节的配置和传动系统的形式都不同。机器人常用的关节有移动、旋转运动副。 一个关节系统包括驱动器、传动器和控制器，属于机器人的基础部件，是整个机器人伺服系统中的一个重要环节，其结构、重量、尺寸对机器人性能有直接影响。 （1）回转关节 回转关节，又叫回转副、旋转关节，是连接两杆件的组件能使其中一件相对于另一件绕固定轴线转动的关节，两个构件之间只做相对转动的运动副。 如手臂与机座、手臂与手腕，并实现相对回转或摆动的关节机构，由驱动器、回转轴和轴承组成。多数电机能直接产生旋转运动，但常需各种齿轮、链、皮带传动或其他减速装置，以获取较大的转矩。 （2）移动关节 移动关节，又叫移动副、滑动关节、棱柱关节，是两杆件间的组件能使其中一件相对于另一件作直线运动的关节。两个构件之间只做相对移动的运动副。 可采用直线驱动方式传递运动，包括直角坐标结构的驱动，圆柱坐标结构的径向驱动和垂直升降驱动，以及极坐标结构的径向伸缩驱动。直线运动可以直接由气缸或液压缸和活塞产生，也可以采用齿轮齿条、丝杆、螺母等传动元件把旋转运动转换成直线运动。 （3）圆柱关节 圆柱关节，又叫回转移动副、分布关节，是两杆件间的组件能使其中一件相对于另一件移动和或绕一移动轴线转动的关节。其两个构件之间除了做相对转动之外，还同时可以做相对移动的运动副。 （4）球关节 球关节，又叫球面副，两杆件间的组件能使其中一件相对于另一件在三个自由度上绕一固定点转动的关节。即，组成运动副的两构件能绕一球心作三个独立的相对转动的运动副。 * 关节是各杆件间的结合部分，是实现机器人各种运动的运动副，由于机器人的种类很多，其功能要求不同，关节的配置和传动系统的形式都不同。机器人常用的关节有移动、旋转运动副。 一个关节系统包括驱动器、传动器和控制器，属于机器人的基础部件，是整个机器人伺服系统中的一个重要环节，其结构、重量、尺寸对机器人性能有直接影响。 （1）回转关节 回