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第2章 工业机器人的结构分析 本章主要内容 2.1工业机器人的组成 2.2工业机器人的分类 2.3工业机器人的结构 2.4 机器人机械结构设计的步骤 本章讲授时间：2学时 达到目的： ①使学生了解机器人的基本组成与分类； ②掌握机器人的基本结构，尤其是腕部和手部的具体结构与工作原理。 该部分的基础知识是机械原理。 方法： ①通过课堂讲解了解并掌握机器人的具体结构、分类及其特点； ②通过大量实例使学生了解并掌握机器人基本结构，尤其是手部和腕部的结构与工作原理。 重点：机器人手部和腕部的结构组成与工作原理。 难点：腕部的结构组成与工作原理。 工业机器人多种多样，这不仅反映在结构造型上，而且也反映在控制方式和工作性能上。但从实质上来说： 控制系统----控制柜 工业机器人由 驱动系统(动力系统----动力柜) 组成。 执行机构(操作机、操作系统) 在设计上往往结合成一体，也可以分离的。 图2－1工业机器人的组成。 一、执行机构（操作系统、操作机） 见图2－3 手部：直接与工作对象接触或发生关系的部分。 作用：传递工件、端部工作装置（焊枪、喷抢、钻头等）。 主要形式：夹紧式、吸附式 腕关节：联接手部和手臂的部件。 手部方向、姿态（2～3个自由度） 手臂：联接机身、立柱与腕关节、手部的纽带。 确定运动范围和作业空间 移动、转动、移动＋转动三种方式 立柱：支撑手臂：与机座做一体 与机座相对转动 与机座相对移动 机座：支撑整个机械手。 固定式 行走式（有行走机构）：滚轮式（有轮、无轮） 履带式 二、驱动系统（或动力系统） 各种电、气、液组成的传动装置或运动器，用来驱动执行机构。 三种驱动系统 电力：电机 气动：气缸 液压：油缸，液压驱动系统：要求密封可靠。 有一体式：驱动系统与执行机构组装在一起，外观为一整体； 分离式：驱动系统安装在单独的液压柜内。 联接方式：直接联接：与操作机相连 间接相联：通过齿轮、链、谐波传动装置、 滚珠丝杠，与操作机相连 三、控制系统 作用：控制执行机构按需要的顺序，沿规定的位置或轨迹进行运动。 控制系统的实现方式：通过指令来实现执行机构的控制。 指令是用来控制执行机构运动的，指令是操作人员按所需要的运动编制好程序或用其他方式存储在控制系统中的。 指令信息:动作顺序、空间位置、运动速度、停顿时间、手部的张开与夹紧等。 控制系统在记忆了这些指令信息以后，使执行机构按规定指令进行动作。有时需要考虑外界设备因素，如安全。 1 环境：影响机器人作业的几何条件、工作空间内物体的物理特性。 2 操作机:一般为多自由度,包括作动器在内的机械装置。一般6个自由度，3个确定位置，3个调整工件的姿态和方位。操作机的各关节的动作（包括移动副的动作）由各相应的作动器驱动。 3 操作任务：操作前后两种环境状态的差别。由计算机语言所表述的指令来描述。 4 计算机：发生或发出控制信息的部分。根据操作任务，产生不同的控制信息，据此不同信息控制机器人各运动副的动作。操作任务一般事先编写好。 2.2 工业机器人的分类 可按使用范围、控制方式、驱动系统的类型、构成操作机的坐标形式等来区分。 一、按代对机器人进行分类 第一代机器人： 目前工业实际应用的大多数工业机器人为第一代工业机器人。 二、按用途分（专用工业机器人与通用机器人） 1、专用工业机器人：根据主机的具体要求而特定设计。适合大批量自动化生产。 特点：程序固定、结构简单、工作对象