第四章工業(yè)機器人機械系統(tǒng)設(shè)計工業(yè)機器人機械系統(tǒng)設(shè)計是工業(yè)機器人設(shè)計的重要部分，其它系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)有自己的獨立要求，但還必須與機械系統(tǒng)相匹配，相輔相成，組成一個完整的機器人系統(tǒng)。雖然工業(yè)機器人不同于專用設(shè)備，它具有較強的靈活性，但是，要設(shè)計和制造什么活都能干的機器人是不現(xiàn)實的。不同應(yīng)用領(lǐng)域的工業(yè)機器人機械系統(tǒng)設(shè)計上的差異比工業(yè)機器人其它系統(tǒng)設(shè)計上的差異大得多。因此，使用要求是工業(yè)機器人機械系統(tǒng)設(shè)計的出發(fā)點。動力源是單獨被劃分出來的，并且考慮到電動驅(qū)動、液壓驅(qū)動、氣動驅(qū)動已在其它課程中進行了學(xué)習(xí)，所以，動力源設(shè)計在此不再講述了。4一l工業(yè)機器人總體設(shè)計一、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計工業(yè)機器人主體結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要問題是選擇由連桿件和運動副組成的坐標(biāo)形式。最廣泛使用的工業(yè)機器人坐標(biāo)形式有2直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、球面坐標(biāo)式(極坐標(biāo)式)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)式(包括平面關(guān)節(jié)式)。1.直角坐標(biāo)式機器人直角坐標(biāo)式機器人主要用于生產(chǎn)設(shè)備的上下料，也可用于高精度的裝配和檢測作業(yè)，大約占工業(yè)機器人總數(shù)的14%左右。一般直角坐標(biāo)式機器人的手臂能垂直主下移動(Z方向運動),并可沿滑架和橫梁上的導(dǎo)軌進行水平面內(nèi)二維移動(X和y方向運動)。直角坐標(biāo)式機器人主體結(jié)構(gòu)具有三個自由度,而手腕自由度的多少可視用途而定。直角坐標(biāo)式機器人的優(yōu)點是：(1)結(jié)構(gòu)簡單。(2)容易編程。(3)采用直線滾動導(dǎo)軌后,速度高,定位精度高。(4)在X，Y和Z三個坐標(biāo)軸方向上的運動沒有桐合作用，對控制系統(tǒng)設(shè)計相對容易些。但是，由于直角坐標(biāo)式機器人必須采用導(dǎo)軌，帶來許多問題，其主要缺點是：(1)導(dǎo)軌麗的防護比較困難,不能像轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的軸承那樣密封得很好。(2)導(dǎo)軌的支承結(jié)構(gòu)增加了機器人的重量,并減少了有效工作范圍。(3)為了減少摩擦需要用很長的直線滾動導(dǎo)軌,價格高。(4)結(jié)構(gòu)尺寸與有效工作范圍相比顯得龐大。(5)移動部件的慣量比較大,增加了驅(qū)動裝置的尺寸和能量消耗。近來一種起重機臺架式直角坐標(biāo)機器人的應(yīng)用越來越多，在直角坐標(biāo)式機器人中的比重正在增加(見圖4-1)。在像裝配飛機構(gòu)件這樣的大車間中，這種起重機臺架式直角坐標(biāo)機器人的X和y坐標(biāo)軸方向移動距離分別可達100m和40m，沿Z坐標(biāo)軸方向可達5