机器人技术第二章机器人结构设计概论.ppt

麦克纳姆轮轮系机构：第69页,共83页，星期六，2024年，5月履带式移动机构是轮式移动机构的拓展，履带本身起着给车轮连续铺路的作用，着地面积较大，压强较小，与路面的粘着力较强，能在不平和松软的路面上稳定移动，具有很强的越野能力，控制也简单。但功耗较大，运动灵活性差。2.6.2履带式移动机构第70页,共83页，星期六，2024年，5月履带形式第71页,共83页，星期六，2024年，5月越障上、下台阶关节履带第72页,共83页，星期六，2024年，5月履带张紧机构第73页,共83页，星期六，2024年，5月2.6.3腿足式移动机构腿足式移动系统的特点是落足点为几个离散的位置点，能够自主选择有利的落足点，具有出色的地形适应能力；此外，能够自主隔振，保证系统沿平滑预定的轨迹运行。腿足式移动系统一直得到国内外的移动机器人研究者的广泛重视。但其机械结构和控制系统复杂，系统可靠性低；在松软沙地行走时，抗沉陷性较差，效率较低，功耗也大。第74页,共83页，星期六，2024年，5月*腿足结构形式第75页,共83页，星期六，2024年，5月第76页,共83页，星期六，2024年，5月第77页,共83页，星期六，2024年，5月2.7.4轮腿式移动机构第78页,共83页，星期六，2024年，5月*谐波传动：由波发生器、柔轮和刚轮组成。钢轮、柔轮、波发生器第79页,共83页，星期六，2024年，5月谐波齿轮传动是靠柔性齿轮（柔轮）所产生的可控弹性变形来实现传递运动和动力的。它的基本构件有：柔轮、波发生器和刚轮。三个构件中可任意固定一个，其余两个一为主动、一为从动，可实现减速或增速（固定传动比），也可变换成两个输入，一个输出，组成差动传动。当刚轮固定，波发生器为主动，柔轮为从动时，柔轮在椭圆凸轮作用下产生变形，在波发生器长轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全啮合；在短轴两端处的柔轮轮齿与刚轮轮齿完全脱开；由于波发生器的连续转动，使得啮入、完全啮合、啮出、完全脱开这四种情况依次变化，循环不已。由于柔轮比刚轮的齿数少2，所以当波发生器转动一周时，柔轮向相反方向转过两个齿的角度，从而实现了大的减速比。第80页,共83页，星期六，2024年，5月与一般齿轮传动比较，它有以下特点：

优点：结构简单，体积小，重量轻3,50%,1/3传动比范围大50~300,3000~60000同时啮合的齿数多30%,正是由于同时啮合齿数多这一独特的优点，使谐波传动的精度高，齿的承载能力大，进而实现大速比、小体积。承载能力大运动精度高运动平稳，无冲击，噪声小齿侧间隙可以调整齿面磨损小而均匀，传动效率高同轴性好可实现向密闭空间传递运动及动力缺点：柔轮周期性变形，易于疲劳损坏柔轮和波发生器的制造难度较大传动比的下限值高，齿数不能太少起动力矩大，且速比越小越严重；谐波齿轮传动没有中间轴，因而不能获得中间速度如果结构参数选择不当或结构时机不良，发热过大，降低传动承载能力第81页,共83页，星期六，2024年，5月*RV摆线针轮行星传动：是由一级行星轮系再串联一级摆线针轮减速器组合而成的。RV摆线针轮传动除了具有相同的速比大、同轴线传动、结构紧凑、效率高等待点外，最显著的特点是刚性好，传动刚度较谐波传动要大2—6倍，但重量也增加了1—3倍。第82页,共83页，星期六，2024年，5月RV减速机工作原理第83页,共83页，星期六，2024年，5月**6自由度关节型机器人—腰部第37页,共83页，星期六，2024年，5月6自由度关节型机器人—大臂第38页,共83页，星期六，2024年，5月6自由度关节型机器人—小臂第39页,共83页，星期六，2024年，5月6自由度关节型机器人—第四关节YAW第40页,共83页，星期六，2024年，5月6自由度关节型机器人—第五关节PITCH第41页,共83页，星期六，2024年，5月6自由度关节型机器人—第六关节ROLL第42页,共83页，星期六，2024年，5月2.4机器人的手臂结构及平衡2.4.1臂杆的结构及材料臂杆多为带有筋板或肋的壳体结构。有中间是多层圆筒形套装梁结构，外形象一“哑铃”的组合结构；有箱形结构等。就整体来说，比较复杂的箱体多用铸件。为了减轻整机的重量，特别是为了降低大臂、小臂的关节力矩，大、小臂多用轻合金【如铝合金】铸件。瑞士ABB机器人:IRB7600德国KUKA机器人:KR-1000-TITAN-F第43页,共83页，星期六，2024年，5月2.4.2臂杆的平衡1、小臂杆的平衡小臂