直坐标机器人简述附其应用介绍(课题论文).docVIP

直坐标机器人简述及其应用介绍 摘要：本文简述了机器人的分类、发展趋势、应用前景等。主要简述了简述了直角坐标机器人的概念、主要组成部分和结构特点。通过Solidworks软件对直角坐标机器人X轴三维机构进行绘制，包括电机、槽、螺杆、滑块、电机法兰、连接块等，并出工程图。SolidWorks 工程图 3D结构 1前言 机器人是典型的机电一体化产品，一般由机械本体、控制系统、传感器、和驱动器等四部分组成。机械本体是机器人实施作业的执行机构。为对本体进行精确控制，传感器应提供机器人本体或其所处环境的信息，控制系统依据控制程序产生指令信号，通过控制各关节运动坐标的驱动器，使各臂杆端点按照要求的轨迹、速度和加速度，以一定的姿态达到空间指定的位置。驱动器将控制系统输出的信号变换成大功率的信号，以驱动执行器工作。Solidworks家族在市场上的普及面越来越广，已经逐渐成为主流3D机械设计的第一选择，尤其是在国外，其强大的绘图功能、空前的易用性、以及一系列旨在提高够设计效率的新特性，不断推进业界对三维设计的采用，也加速了整个3D行业的发展步伐。数字化软件的出现，给机器人的设计提供了有力的技术保障，进而大大缩短了设计周期，避免了设计风险，优化了机器人结构，并减少了后期修改而付出的昂贵代价。本文利用Solidworks软件对直角坐标机器人的3D结构进行绘制，并出工程图。 机器人在我国的前景应该说中国是最需要又最不需要机器人的国家。中国人口众多，劳动力资源丰富且廉价，从这一层面说用一个贵而笨重的机器人还不如雇一个人来的便宜，但是我国要做世界强国就必须用最少的资源作更多的事，我们的企业必须尽可能的采用高新技术来更高效率的生产，以高竞争力取胜，这就需要很多的机器人，人是没有机器人那样的精确率，准确率和高效率的。可能会有人失业，但创造的就业机会更多，社会所得的利益会更多。我相信在不久将来，机器人产业会如同汽车一样成为国家的经济支柱产业，美国是‘汽车上的国度’，中国可以成为‘站在机器人肩膀上的国家’。 3机器人的分类 经过几十年的发展，机器人的技术水平不断提高，应用范围越来越广，从早期的焊接、装配等工业应用，逐步向军事、空间、水下、农业、建筑、服务和娱乐等领域不断扩展，结构形式也多种多样。因此，机器人的分类也出现了多种方法、多种标准，本文主要介绍以下三种分类法。 1．按照机器人的技术发展水平分 按照机器人的技术发展水平可以将机器人分为三代。 第一代机器人是“示教再现”型。这类机器人能够按照人类预先示教的轨迹、行为、顺序和速度重复作业。示教可以由操作员“手把手”地进行，比如，操作人员抓住机器人上的喷枪，沿喷漆路线示范一遍，机器人记住了这一连串运动，工作时，自动重复这些运动，从而完成给定位置的喷漆工作。这种方式即是所谓的“直接示教”。但是，比较普遍的方式是通过控制面板示教。操作人员利用控制面板上的开关或键盘来控制机器人一步一步地运动，机器人自动记录下每一步，然后重复。目前在工业现场应用的机器人大多属于第一代。 第二代机器人具有环境感知装置，能在一定程度上适应环境的变化。以焊接机器人为例，机器人焊接的过程一般是通过示教方式给出机器人的运动曲线，机器人携带焊枪走这个曲线，进行焊接。这就要求工件的一致性很好，也就是说工件被焊接的位置必须十分准确。否则，机器人走的曲线和工件上的实际焊缝位置会有偏差。为了解决这个问题，第二代机器人采用了焊缝跟踪技术，通过传感器感知焊缝的位置，再通过反馈控制，机器人就能够自动跟踪焊缝，从而对示教的位置进行修正，即使实际焊缝相对于原始设定的位置有变化，机器人仍然可以很好地完成焊接工作。类似的技术正越来越多地应用在机器人上。 第三代机器人称为“智能机器人”，具有发现问题，并且能自主地解决问题的能力。作为发展目标，这类机器人具有多种传感器，不仅可以感知自身的状态，比如所处的位置、自身的故障情况等等；而且能够感知外部环境的状态，比如自动发现路况、测出协作机器的相对位置、相互作用的力等等。更为重要的是，能够根据获得的信息，进行逻辑推理、判断决策，在变化的内部状态与变化的外部环境中，自主决定自身的行为。这类机器人具有高度的适应性和自治能力。尽管经过多年来的不懈研究，人们研制了很多各具特点的试验装置，提出大量新思想、新方法，但现有机器人的自适应技术还是十分有限的。 2．按机器人的机构特征来分 机器人的机械配置形式多种多样，典型机器人的机构运动特征是用其坐标特性来描述的。按机构运动特征，机器人通常可分为直角坐标机器人、柱面坐标机器人、球面坐标机器人和关节型机器人等类型。 直角坐标机器人 直角坐标机器人具有空间上相互垂直的两根或三根直线移动轴（见图1），通过直角坐标方向的3个独立自由度确定其手部的空间位置，其动作空间为一长