机器人的组成结构(updated).pptx

第二章 机器人的组成结构 2.1 机器人系统的组成;驱动系统 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，这就是驱动系统． 感受系统 它由内部传感器模块和外部传感器模块组成,获取内部和外部环境状态中有意义的信息．智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准．人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧的，然而，对于一些特殊的信息，传感器比人类的感受系统更有效． 机器人一环境交互系统机器人一环境交互系统是实现机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统．机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元、装配单元等 ;人一机交互系统  人一机交互系统是人与机器人进行联系和参与机器人控制的装置 ：指令给定装置和信息显示装置． 控制系统  控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号，支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能．如果机器人不具备信息反馈特征，则为开环控制系统；具备信息反馈特征，则为闭环控制系统．根据控制原理可分为程序控制系统，适应性控制系统和人工智能控制系统．根据控制运动的形式可分为点位控制和连续轨迹控制  ;相关术语及性能指标;自由度（Degree of freedom） ：或者称坐标轴数，是指描述物体运动所需要的独立坐标数。手指的开、合，以及手指关节的自由度一般不包括在内。;定位精度（Positioning accuracy）：指机器人末端参考点实际到达的位置与所需要到达的理想位置之间的差距。;工作空间（Working space）：机器人手腕参考点或末端操作器安装点（不包括末端操作器）所能到达的所有空间区域，一般不包括末端操作器本身所能到达的区域。;2.2工业机器人的机械结构 ;2.2.2机械手的坐标形式和自由度;圆柱坐标型机械手有一个围绕基座轴的旋转运动和两个在相互垂直方向上的直线伸缩运动。它适用于采用油压(或气压)驱动机构，在操作对象位于机器人四周的情况下，操作最为方便。 极坐标型机械手的动作形态包括围绕基座轴的旋转，一个回转和一个直线伸缩运动，其特点类似???圆柱型机械手。;多关节型机械手最接近于人臂的构造。它主要由多个回转或旋转关节所组成，一般都采用电机驱动机构。运用不同的关节连接方式，可以完成各种复杂的操作。由于具有占地面积小，动作范围大，空间移动速度快而灵活等特点，多关节型机械手在各种智能机器人中被广为采用。;SCARA机器人 关节式机器人;2.2.3机器人机构运动简图 (1) PUMA一262机器人机构; 图2—1是PUMA系列一种较小的机器人PUMA一262机器人机构(操作机)的外形直观图。它有一个立柱，可以垂直回转，称作腰关节，也称1轴。有大臂、小臂，它们的回转轴称作肩关节(2轴)和肘关节(3轴)。这3个轴和杆，构成了该机器人的位置机构(又称主关节轴组)，即由他们的几何参数(杆长和偏距)和运动参数(关节轴的转角)决定手腕(参考点)的空间活动范围(工作空间)。手腕具有3个互相垂直的回转轴(4、5、6轴)，它们是姿态机构(又称副关节轴组)，即它们的转角确定着工具(图中未画)的空间姿态。 PUMA262型机器人具有六个自由度，可以进行复杂空间曲面的弧焊作业 ;6个关节轴由6个独立的电机驱动，由图2—2可以看出，电机1通过两对齿轮传动带动立柱回转；电机2通过联轴器、一对圆锥齿轮和一对圆柱齿轮带动齿轮Z，齿轮Z绕与立柱固联的齿轮Z转动，于是形成了大臂相对于立柱的回转运动；电机3通过两个联轴器和一对圆锥齿轮、两对圆柱齿轮(Z固联于小臂上)驱动小臂相对于大臂回转；电机4先通过一对圆柱齿轮、两个联轴器和另一对圆柱齿轮( Z固联于手腕的套筒上)驱动手腕相对于小臂回转；电机5通过联轴器、一对圆柱齿轮、一对圆锥齿轮(Z联于手腕的球壳上)驱动手腕相对于小臂(亦即相对于手腕的套筒)摆动( )；电机6通过联轴器、两对圆锥齿轮和一对圆柱齿轮驱动机器人的机械接口(法兰盘)相对于手腕的球壳回转() ;可以看出，6个电机通过一系列的联轴器和齿轮副，形成了6条传动链，得到了6个转动自由度，从而形成了一定的工作空间并使工具各式各样的运动姿势 这里所使用的联轴器，都是具有挠性的螺旋形联轴器(如图2—3)；齿轮传动都具有消隙机构，从而保证了正反转时的回差在一定的精度范围内。由于先进的制造技术，虽然使用了一般的多级齿轮传动，但仍具有很高的运动和定位精度 ;(2)机器人机构运动简图 ;圆柱坐标式;1;2.2.4工业机器人手部(手爪)结构;2.齿轮齿条式手部;5.移动型连杆式手部;手指类型：;电磁式吸盘 气吸式吸盘;其它手部:;2.2.5 工业机器人腕部结构;2.2.6工业机器人臂部结构 臂部确定手部的位置;1