工业机器人 第八章 机器人机械设计.pptVIP

机器人系统的组成大体可分为以下几个部分： 1 本体 2 执行器 3 传感器 4 驱动器 5 控制器 1. 自由度的数目 机器人的自由度数目应该与所完成的任务相匹配，并不是在完成任何任务时，机器人都需要6个自由度. 1) 大多数情况下，末端执行器均具有 一个对称轴 2) 末端执行器具有对称轴，可以减少自由度 3) 在一些任务中，当由主动定位装置来放置零件时则可以使用少于6个自由度的机器人 4) 很多任务都可以在少于6个自由度的情况下完成 Placement of components on circuit bourds provides a common example of this. Circuit boards generally are planar and contain parts of various heights. Positioning parts on a planar surface requires three degrees of freedom ( ); in order to lift and insert the parts, a fourth motion normal to the plane is added ( ). 2. 工作空间 工作任务的规模决定了需要的工作空间. 避免自身干涉. 避免执行器与周围发生碰撞. 3. 速度: 一个明显的目标是使操作臂具有越来越高的速度. 高速度提供了明显的竞争优势，比人工劳动具有经济竞争力. 速度大小由操作性质决定，而不是操作臂本身限制了速度，例如焊接机器人. 加速能力也非常重要. 4. 负载能力 负载能力与操作臂的结构尺寸、动力传递系统和驱动器有关. 5. 重复精度和定位精度 机器人的精度与其制造的具体过程有关，而不在于操作臂的设计。 一旦所需要的自由度确定之后，必须合理布置各个关节来实现这些自由度. 1、关节数目等于要求的自由度数目 2、大多数采用最后n-3个关节的腕部结构来确定姿态，而前三个关节来确定位置 3、也存在其他一些具有封闭运动学解的构形。 . 1. 笛卡尔操作臂 Joint 1 through 3 are prismatic, mutually orthogonal. ---The inverse kinematic solution is trivial, and prevents kinematic singularities. ---Produces robots with very stiff structures. Very large robots can be built, But retrofitting into existing workcells extremely difficult. 铰接型操作臂 关节1-关节3都是移动副，且互相垂直，自然解耦. SCARA 操作臂 SCARA构形具有三个平行的旋转关节，第四个移动关节可以使得执行器垂直于该平面. 前三个关节不必支撑操作臂或负载的任何重量. 便于在连杆0中固定前两个关节的驱动器，从而使得机器人快速移动. 球面坐标操作臂 Has many similarities to the articulated manipulator, but with the elbow joint replaced by a prismatic joint. This design is better suited to some applications than is the elbow design. The link that moves prismatically might telescope—or even “stick out the back” when retracted. 圆柱面坐标型操作臂 一个使手臂竖直运动的移动关节和一个带有竖直轴的旋转关节组成，另一个移动关节与旋转关节的轴正交. 腕关节 最常见的腕关节构形由两个或三个正交的旋转关节组成