机电一体化技术与系统资源 梁景凯 哈工大 主编 第七章.ppt

2. 移动式机械夹持器 图7—13 移动式机械夹持器 a)齿轮齿条平行连杆式平移型夹持器 b)左右旋丝杠平移型夹持器 1一扇形齿轮 2一齿条杆 3一电磁式驱动器 4一夹持器体 5、6一连杆 7一钳爪 8一电动机 9一丝杠 10一导轨 11一钳爪杆 (二) 专用工具 专用工具是供工业机器人完成某类特定的作业之用。 图7-15 专用工具 a) 真空吸附手 b) 喷枪 c) 空气袋膨胀手 d) 弧焊焊枪 e) 电磁吸附手 f) 点焊枪 (一)静力学分析 1. 静力平衡方程 对工业机器人控制系统的基本要求有； 1) 实现对工业机器人的位姿、速度、加速度等的控制功能，对于连续轨迹运动的工业机 器人还必须具有轨迹的规划与控制功能。 2) 方便的人—机交互功能，操作人员采用直接指令代码对工业机器人进行作业指示。使 图7—26 程序控制系统 1. 程序控制系统 2. 适应性控制系统 3. 智能控制系统 * 第七章 工业机器人 第一节 概 述 第二节 工业机器人操作机的机械结构 第三节 工业机器人运动学与力学分析 第四节 工业机器人的控制系统 第五节 工业机器人的应用 第一节 概 述 一、工业机器人的定义与发展 工业机器人是一种可重复编程的多功能操作手，用以搬运材料、零件、工具或者是一种为了完成不同操作任务，可以有多种程序流程的专门系统。 工业机器人具有以下三个重要特性。 1) 是一种机械装置，可以搬运材料、零件、工具、或者完成多种操作和动作功能，也即具有通用性。 2) 是可以再编程的，具有多种多样程序流程的，这为人—机联系提供了可能，也使之具有独立的柔软性。 3) 有一个自动控制系统，可以在无人参与下，自动地完成操作作业和动作功能。 工业机器人的发展通常可划分为三代。 第一代工业机器人：通常是指目前国际上商品化与实用化的“可编程工业机器人”，又称“示教再现工业机器人”。 第二代工业机器人：通常是指具有某种智能(如触觉、力觉、视觉等)功能的“智能机器人”。 第三代工业机器人：即所谓的“自治式工业机器人”。 二、工业机器人的组成与分类 （一) 工业机器人的组成 工业机器人 1. 操作机 2. 驱动系统 3. 控制系统 4. 人工智能系统 单击看视频 (二) 工业机器人的分类 1. 按操作机坐标形式分类 操作机的坐标形式是指操作机的手臂在运动时所取的参考坐标系的形式。 (1) 直角坐标型工业机器人 (2) 圆柱坐标型工业机器人 (3) 球坐标型工业机器人 (4) 多关节型工业机器人 (5) 平面关节型工业机器人 2. 按控制方式分类 (1) 点位控制(PTP)工业机器人 (2) 连续轨迹控制(CP)工业机器人 3. 按驱动方式分类 (1) 气动式工业机器人 (2) 液压式工业机器人 (3) 电动式工业机器人 第二节 工业机器人操作机的机械结构 一、手臂 手臂是操作机中的主要运动部件，它用来支承手腕和手部，并用来调整手部在空间的位置。 工业机器人操作机由机座、立柱、手臂、手腕和手部 等部分组成。 图7-3 工业机器人操作机 1—手臂 2—腕关节 3—手部 4—立柱 5—机座 二、手腕 手腕是联接手臂和手部的部件，其功能是在手臂和腰部实现了手部在空间的三个位置坐标(自由度)的基础上，再由手腕来实现手部在作业空间的三个姿态(方位)坐标，即实现三个旋转自由度。通过机械接口联接并支承的手部。 图7-7 手腕的自由度 单击看视频 下面介绍几种典型手腕结构。 (1) 具有三个自由度的工业机器人手腕 (2) 具有回转和摆动两个自由度的手腕 (3) 上部为链传动的手腕 三、手部 手部装在操作机手腕的前端，它是操作机直接执行工作的装置。根据其用途和结构的不同可以分为机械夹持器、专用工具和万能手三类。 (一) 机械夹持器 机械夹持器可分为回转式和移动式两类。回转式又可分为单支点回转式和双支点回转式。按夹持方式可分为外夹式和内撑式。 1. 回转式机械夹持器 图7-12 回转式机械夹持器 a) 楔块杠杆式回转型夹持器 b) 滑槽杠杆式回转型夹持器 c) 连杆杠杆式回转型夹持器 1、9—杠杆 2—弹簧 3—滚子 4—楔块 5—驱动器 6—支架 7、10—杆 8—圆柱销 11—连杆 12—摆动钳爪 13—调整垫片 单击看 视频 2. 移动式机械夹持器 图7-13 移动式机械