2024年工业机器人实验报告工业机器人初识.doc

《工业机器人》課程试验汇报

院系：专业：班级：課程号：

姓名

学号

组别

第组

试验项目

工业机器人初识

试验类型

验证性

完毕時间

年月曰

试验序号

01

【试验目的及规定】

理解关节型工业机器人基本构成模块；

理解关节型工业机器人自由度与关节的关系；

3、掌握工业机器人系统构成框图。

1、试验设备：

（1）TOWIN-12kg六自由度关节型工业机器人一台；

（2）TOWIN-20kg六自由度关节型工业机器人一台；

（3）TOWIN-20kg五自由度SCARA型工业机器人一台；

（4）并联机器人一台。

2、试验环节：

（1）观测和研究分析工业机器人基本构造；

（2）观测并记录电气柜内部元器件；

（3）观测分析工业机器人关节分布和电机驱动传动机构；

3、试验内容（试验的操作过程，关键操作，处理方式等）

1.工业机器人简介

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实現多种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，現代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则大纲行动。

【教师评語】（设计性、综合性，创新型综合试验必填此栏）

成绩

试验教师签名

批阅曰期

图SEQ图\*ARABIC1工业机器人

2.工业机器人构成部分

2.1机械构造

2.1.1关节的分类

机器人有許多不一样类型的关节，有线性的、旋转的.滑动的或球型的。虽然球关节在許多系统中使用很普遍，不过由于拥有多种自由度且难以控制，因此在机器人中除了用于研究外并不常用。大多数机器人关节是线性或旋转型关节。

（1）滑动关节(Prismatic?joint):?与关节相连的两连杆只能沿滑动轴做直线位移运动，移动的距离是滑动关节的重要变量，滑动轴一般和杆的轴线重叠或平行。

图SEQ图\*ARABIC2滑动关节

（2）转动关节(Revolute?joint):?与关节相连的两连杆只能绕关节轴做相对旋转运动，其转动角度是关节的重要变量，转动轴的方向一般与轴线重叠或垂直。

图SEQ图\*ARABIC3转动关节

2.1.2传动机构

工业机器人的驱动源通过传动部件来驱动关节的移动或转动，从而实現机身、手臂和?手腕的运动。因此，传动部件是构成工业机器人的重要部件。根据传动类型的不一样，传动部件可以分為两大类:直线传动机构和旋转传动机构。

（1）直线传动机构

工业机器人常用的直线传动机构可以直接由汽缸或液压缸和活塞产生，也可以采

啮轮齿条、滚珠丝杠螺母等传动元件由旋转运动转换得到。

1）移动关节导轨

在运动过程中移动关节导轨可以起到保证位置精度和导向的作用。移动关节导轨

有五种:一般滑动导轨、液压动压滑动导轨、液压静压滑动导轨、气浮导轨和滚动导轨。

图SEQ图\*ARABIC4移动关节导轨

2)齿轮齿条装置

齿轮齿条装置中，假如齿条固定不动，当齿轮转动時，齿轮轴连同拖板沿条方向做直线运动。

图SEQ图\*ARABIC5齿轮齿条装置

3)滚珠丝杠与螺母

在工业机器人中常常采用滚珠丝杠，这是由于滚珠丝杠的摩擦力很小且运动响应速度快。

图SEQ图\*ARABIC6滚珠丝杠与螺母

4）液(气)压缸

液(气)压缸是将液压泵(空压机)输出的压力能转换為机械能、做直线往复运动的执行元件，使用液(气)压缸可以轻易地实現直线运动。

图SEQ图\*ARABIC7液（气）压缸

（2）旋转传动机构

一般电动机都可以直接产生旋转运动，但其输出力矩比所规定的力矩小，转速比规定的转速高，因此需要采用齿轮、皮带传送装置或其他运动传动机构，把较高的转速转换成较低的转速，并获得较大的力矩。运动的传递和转换必须高效率地完毕。并且不能有损于机器人系统所需要的特性，包括定位精度、反复定位精度和可靠性等。通过下列传动机构可以实現运动的传递和转换。

1）齿轮副

齿轮副不仅可以传递运动角位移和角速度，并且可以传递力和力矩，如图所示，一种齿轮装在输入轴上，另一种齿轮装在输出轴上。

图SEQ图\*ARABIC8齿轮副

2）同步带传动装置

同步带传动装置在工业机器人中同步带传动重要用来传递平行轴间的运动。同步传送带和带轮的接触面都制成对应的齿形,靠啮合传递功率,其传动原理如图所示。

图SEQ图\*ARABIC9同步带传动装置

3）谐波齿轮

目前工业机器人的旋转关节有60%~70%都使用谐波齿轮传动。谐波齿轮传动由刚性齿轮、谐波发生器和柔性齿轮三个重要零