工业机器人的基本组成及技术参数解读.ppt

图 1.17 PUMA 562工业机器人 表1.3 PUMA 562机器人的主要技术参数 注意：不同的书上，运动简图的符号表示可能不一样。 （a）表示手指（末端执行器）； （b）表示垂直、升降运动； （c）表示水平伸缩运动； （d）表示回转运动； （e）表示俯仰运动。 附：工业机器人的结构 机构运动简图 直角坐标式 圆柱坐标式 球坐标式 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 * 机电学院-工业机器人 机器人的坐标系 机器人运动学中通常定义以下三种坐标系： 1、机座坐标系： 参照机器人机座的坐标系，它是机器人各活动杆件的公共参考坐标系。此时，机器人是通过 各关节的组合运动产生 沿X、Y、Z三个坐标轴直线运动和绕他们的转动。 * 机电学院-工业机器人 2、杆件坐标系：参照机器人指定杆件的坐标系。它是在每个活动杆件上固定的坐标系，随杆件运动而运动。 此时，机器人是通过各关节独立运动产生期望运动。 3、工具参考坐标系：也称机器人位姿坐标系，参照末端执行器的坐标系。它表示末端执行器在指定坐标系中的位置和姿态，末端执行器的位置及姿态又简称机器人位姿，是一个活动坐标系，随机器人手运动而随之运动。 * 机电学院-工业机器人 * 机电学院-工业机器人 参考书籍： 1.工业机器人，韩建海主编，华中科技大学出版社； 2.机器人运动学及动力学，王庭树著，西安电子科技大学出版社； 3.工业机器人:徐元昌,中国轻工业出版社出版; 4.机器人操作的数学导论, [美]理查得摩雷 编著 机械工业出版社 * 机电学院-工业机器人 习题 1.1 什么叫冗余自由度机器人？ 1.2 工业机器人四大部分？ 1.3 简述下面几个术语的含义：自由度、定位精度、重 复 定位精度、工作原理、工作速度、承载能力。 1.4 什么叫冗余自由度机器人？ 1.5 人的手臂（包括肩、肘、腕）有几个自由度？ * 机电学院-工业机器人 1.6 题0.7图所示为二自由度平面关节型机器人机械手，图中L1=2L2，关节的转角范围是0???1?180?，–90???2?180?，画出该机械手的工作范围(画图时可以设L2=3 cm)。 1.3 工业机器人的组成及技术参数 机器人的组成 机器人的组成部分 机械部分 传感部分 控制部分 机器人的组成系统 驱动系统 机械结构系统 人机交互系统 感受系统 机器人－环境交互系统 控制系统 1.3.1机器人系统组成 人机交互系统 控制系统 驱动系统 机械机构系统 机器人－环境交互系统 感受系统 驱动系统 机器人系统组成分析 机械结构系统 控制系统 人机交互系统 机器人－环境交互系统 感受系统 概念：要使机器人运行起来, 需给各个关节即每个运动自由度安置传动装置 1、驱动系统 作用：提供机器人各部位、各关节动作的原动力 驱动系统可以是液压传动、 气动传动、电动传动, 或者把它们结合起来应用的综合系统; 可以是直接驱动或者是通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等 机械传动机构进行间接驱动。 液压驱动： 分类： 从运动形式来分分为直线驱动如直线运动液压缸和旋转驱动如液压马达、摆动液压缸。 从控制水平的高低来分分为开环控制液压系统和闭环控制液压系统。 适用范围： 液压系统具有较大的功率体积比，适合于大负载的情形。 液压驱动的本质优点在于它的安全性。如喷漆时要求工作区域所带电压不超过9V。 气压驱动： 分类： 直线气缸，摆动汽缸及旋转气动马达。 适用范围： 适合于节拍快、负载小且精度要求不高的场合（因为空气具有可压缩性）。 电气驱动： 分类： 按照电机的工作原理不同分为步进电机、直流伺服电机、无刷电机等。 按照控制水平的高低来分分为开环控制系统和闭环控制系统。 适用范围： 适合于中等负载，特别适合于动作复杂、运动轨迹严格的各类机器人。 对驱动装置的要求 驱动装置的质量尽可能要轻。单位质量的输出功率要高，效率高。 反应速度要快。要求力质量比和力矩转动惯量比要大。 动作平滑，不产生冲击。 控制灵活，位移偏差和速度偏差小。 安全可靠。 操作维修方便等。 驱动系统 机器人系统组成分析 机械结构系统 控制系统 人机交互系统 机器人－环境交互系统 感受系统 　　工业机器人的机械结构系统由基座、手臂、末端操作器三大件组成, 如图1.4所示。每一大件都有若干自由度, 构成一个多自由度的机械系统。 若基座具备行走机构, 则构成行走机器人; 若基座不具备行走及腰转机构, 则构成单机器人臂(Single　Robot　Arm)。 手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件, 它可