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第二章 机器人结构§2.1机器人的组成和分类一、机器人的组成机械部分； 传感器(一个或多个)；控制器；驱动源。第二章 机器人结构二、机器人的分类１、按机器人的控制方式分类２、按机器人结构坐标系特点方式分类３、机器人常见的图形符号１、按机器人的控制方式分类按照机器人的控制类型和结构坐标系特点分为：(1)　非伺服机器人；(2)　伺服控制机器人。１、按机器人的控制方式分类非伺服机器人　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。１、按机器人的控制方式分类(2)　伺服控制机器人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。１、按机器人的控制方式分类伺服控制机器人分为：(1)点位伺服控制；(2)连续轨迹伺服控制。１、按机器人的控制方式分类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。１、按机器人的控制方式分类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。２、按机器人结构坐标系特点方式分类(1)　直角坐标机器人；(2)　圆柱坐标型机器人；(3)　极坐标机器人；(4)　多关节机器人。２、按机器人结构坐标系特点方式分类(1)　直角坐标系机器人直角坐标型机器人结构如图所示，它在x,y,z轴上的运动是独立的。２、按机器人结构坐标系特点方式分类(2)　圆柱坐标机器人圆柱坐标型机器人的结构如右图所示，R、θ和x为坐标系的三个坐标，其中R、是手臂的径向长度，θ是手臂的角位置，x是垂直方向上手臂的位置。如果机器人手臂的径向坐标R保持不变，机器人手臂的运动将形成一个圆柱表面。２、按机器人结构坐标系特点方式分类(3)　极坐标型机器人极坐标型机器人又称为球坐标型机器人，其结构如右图所示，R， θ和β为坐标系的坐标。其中θ是绕手臂支撑底座垂直的转动角， β是手臂在铅垂面内的摆动角。这种机器人运动所形成的轨迹表面是半球面。２、按机器人结构坐标系特点方式分类(4)　多关节机器人如右图所示，它是以其各相邻运动部件之间的相对角位移作为坐标系的。θ、α和Φ为坐标系的坐标，其中θ是绕底座铅垂轴的转角， Φ是过底座的水平线与第一臂之间的夹角， α是第二臂相对于第一臂的转角。这种机器人手臂可以达到球形体积内绝大部分位置，所能达到区域的形状取决于两个臂的长度比例。右表总结了不同坐标结构机器人的特点。３、机器人常见的图形符号３、机器人常见的图形符号３、机器人常见的图形符号§2.2 机器人的主要技术参数１．自由度２．工作空间３．工作速度４．工作载荷５．控制方式６．驱动方式７．精度、重复精度和分辨率１．自由度　自由度是指描述物体运动所需要的独立坐标数。机器人的自由度表示机器人动作灵活的尺度，一般以轴的直线移动、摆动或旋转动作的数目来表示，手部的动作不包括在内。　机器人的自由度越多，就越能接近人手的动作机能，通用性就越好；但是自由度越多，结构越复杂，对机器人的整体要求就越高，这是机器人设计中的一个矛盾。　工业机器人一般多为４～６个自由度，７个以上的自由度是冗余自由度，是用来避障碍物的。１．自由度图2-3所示的机器人，臂部在xO1y面内有三个独立运——升降(L1)、伸缩(L2)、和转动(Φ1)，腕部在xO1y面内有一个独立的运动——转动(Φ2)。机器人手部位置需要一个独立变量——手部绕自身轴线O3C的旋转Φ3。２．工作空间　机器人的工作空间是指机器人手臂或手部安装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。机器人所具有的自由度数目及其组