《工业机器人技术基础 》课件——第三章 工业机器人机械系统.pptx

工业机器人技术基础

■智能制造学院

感知系统

感知系统是工业机器人的“感知器官”,类似人的五官，负责检测和收集机器人自身状态信息(机器人的位置、姿态、速度等信息)和周围环境信息(物体位置、运动状态、距离等),转换成可处理的数据反馈给控制系统。

控制系统

控制系统是工业机器人的“大脑”,负责接收感知系统的信息，根据预设的程序和算法，对信息进行处理，通过向驱动系统发出指令，对机器人的运动进行控制，如运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作时间等。

机械系统

机械系统是工业机器人的基础结构，决定了机器人的外形及基本运动形态。机械部分通常由传动机构、机座、腰部、臂部、腕部、末端执行器组成,有的工业机器人还具备行走系统。

驱动系统

驱动系统是工业机器人的动力来源，负责根据控制系统的指令驱动机械部分运动，实现指定操作。驱动系统通常由驱动装置和传动装置等组成，通常采用电气、液压、气压驱动方式或是几种方式的结合，根据实际需要选择合适的驱动方式。

复习内容：

复习内容：工业机器人由机械系统、驱动系统、感知系统、控制系统等部分组成。

第三章工业机器人机械系统

CONTENTS

目录◆3.1工业机器人机身及行走机构

◆3.2工业机器人传动机构

◆3.3工业机器人臂部

◆3.4工业机器人腕部

◆3.5工业机器人手部/末端执行器

■机身及行走机构：机身又称机座，是整个工业机器人的支持部分，具有一定的刚度和稳定性。机身有固定式和移动式两类，若机身不具备行走功能，则构成固定式机器人；若机身具备移动机构，则构成移动式机器人。

■传动机构：包括各种驱动电机、减速器、齿轮、轴承、传动皮带等部件组成。

■臂部：手臂一般由大臂、小臂(或多臂)所组成，用来支撑腕部和手部，实现较大运动范围。

■手腕：腕部位于工业机器人末端执行器和臂部之间，腕部主要帮助手部呈现期望的姿态，扩大臂部运动范围。

■手部：手部又称为末端执行器，是工业机器人执行任务的工具，一般安装于工业机器人末端法兰上。根据应用功能不同，手部可以分为夹持式、吸附式、专用手部工具和仿生多指灵活手等多种形式。

工业机器人机械结构

小臂

手腕

手部/末端执行器

大臂

传动部件

机身/基座

3.1工业机器人机身及行走机构

3.1.1工业机器人固定式机身

工业机器人机身(机座)是机器人的基本组成部分，具有支承作用。工业机器人机身(机座)有固定式和行走式两种，

工业机器人固定式机身结构较简单，安装方式可分为三种形式：

1.工业机器人机身直接安装在地面上，用高强度螺栓固定机器人机身，使之能够承受机器人手臂传递过来的反作用力；

2.工业机器人机身用高强度螺栓安装在操作台上，操作台固定在地面使工业机器人在指定工位上作业；

3.工业机器人机身用底板及化学制剂安装在地面、倒挂在横梁或者侧挂在墙体上，以便于在最佳角度进入作业状态。

3.1.2工业机器人行走式机身

工业机器人的行走机身根据运动轨迹分为固定轨迹式行走机身和无固定轨迹行走机身：

固定轨迹式行走机身无固定轨迹行走机身

工业机器人机身及底座安装在可移动的操

作台或者托板座上，根据提前设定好的移动轨迹在作业过程中进行移动工业机器人的位置。这种机器人主要应用在作业区域大的场合，比如大型设备装配，立体仓库中材料搬运、材料码垛、大面积喷涂等等。

无固定轨迹行走机身又分轮

式行走机身、履带式行走机身和

足式行走机身，近年随着Al技术的不断进步，又出现了蠕动式、蛇

形式、混合式等多种行走机身。

3.1.2工业机器人行走式机身

轮式行走机身

轮式行走机身是最常见的机器人行走机身之一，它采用轮子作为行走的主要方式。轮式行走机身通常由一轮、两轮、三轮、四轮以及多轮行走机构组成，可以实现前进、后退、转弯等运动。

3.1.2工业机器人行走式机身

三轮式行走机身：

三轮式行走机身具有一定的稳定性，最常见的车轮配置是一个前轮和两个后轮，如图所示。(a)图为两后轮独立驱动，前轮仅起支承作用，靠后轮的转速差实现转向；(b)图为采用前轮驱动，前轮转向的方式；(c)图为利用两后轮差动减速器驱动，前轮转向的方式。

(a)两个后轮独立驱动(b)前轮驱动及转向(c)后轮差动/前轮转向

3.1.2工业机器人行走式机身

四轮行走机身：

四轮行走机身可采用不同的方式实现驱动和转向。如图(a)所示为后轮分散驱动；(b)所示为四轮同步转向机构，当前