1、機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)大連職業(yè)技術(shù)學(xué)院董春利 QQ：958385645實(shí)訓(xùn)樓414ACompiled by: Dong Chunli課前提問(wèn)o機(jī)器人有哪幾部分組成？o各部分的作用有哪些？o什么是自由度？o什么是工作空間？o什么是工作速度？o什么是工作載荷？o什么是控制方式？o什么是驅(qū)動(dòng)方式？o什么是精度、重復(fù)精度？o什么是分辨率？機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)第三章第三章 機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)一、機(jī)器人的機(jī)身結(jié)構(gòu)一、機(jī)器人的機(jī)身結(jié)構(gòu)二、機(jī)器人的臂部機(jī)構(gòu)二、機(jī)器人的臂部機(jī)構(gòu)三、機(jī)器人的腕部機(jī)構(gòu)三、機(jī)器人的腕部機(jī)構(gòu)四、機(jī)器人的手部機(jī)構(gòu)四、機(jī)器人的手部機(jī)構(gòu)五、機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)

2、五、機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)一、機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成一、機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成二、機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)二、機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)三、機(jī)身和臂部機(jī)構(gòu)三、機(jī)身和臂部機(jī)構(gòu)四、手腕結(jié)構(gòu)四、手腕結(jié)構(gòu)五、手部機(jī)構(gòu)五、手部機(jī)構(gòu)六、行走機(jī)構(gòu)六、行走機(jī)構(gòu)Compiled by: Dong Chunli第三章 機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成1、手部結(jié)構(gòu)2、手腕結(jié)構(gòu)3、臂部結(jié)構(gòu)4、機(jī)身結(jié)構(gòu)5、行走機(jī)構(gòu)Compiled by: Dong Chunli手部手部機(jī)器人為了進(jìn)行作業(yè)，在手腕上配置了操作機(jī)構(gòu)，有時(shí)也稱為手爪或末端操作器手腕手腕聯(lián)接手部

3、和手臂的部分，主要作用是改變手部的空間方向和將作業(yè)載荷傳遞到手臂臂部臂部聯(lián)接機(jī)身和手腕的部分，主要作用是改變手部的空間位置，滿足機(jī)器人的作業(yè)空間，并將各種載荷傳遞到機(jī)座機(jī)身機(jī)身機(jī)器人的基礎(chǔ)部分，起支承作用對(duì)固定式機(jī)器人，直接聯(lián)接在地面基礎(chǔ)上，對(duì)移動(dòng)式機(jī)器人，則安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成Compiled by: Dong Chunli機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)手臂的運(yùn)動(dòng)垂直移動(dòng)徑向移動(dòng)(1)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)手腕的運(yùn)動(dòng)(1)手腕旋轉(zhuǎn)(2)手腕彎曲(3)手腕側(cè)擺Compiled by: Dong Chunli（1）垂直移動(dòng) 指機(jī)器人手臂的上下運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)通常采用液壓缸機(jī)構(gòu)或其他垂直升降機(jī)構(gòu)

4、來(lái)完成，也可以通過(guò)調(diào)整整個(gè)機(jī)器人機(jī)身在垂直方向上的安裝位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）徑向移動(dòng) 是手臂的伸縮運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人手臂的伸縮使其手臂的工作長(zhǎng)度發(fā)生變化。在圓柱坐標(biāo)式結(jié)構(gòu)中，手臂的最大工作長(zhǎng)度決定其末端所能達(dá)到的圓柱表面直徑。（3）回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 指機(jī)器人繞鉛垂軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)決定了機(jī)器人能手臂所能到達(dá)的角位置。1.手臂和本體的運(yùn)動(dòng)手臂和本體的運(yùn)動(dòng)Compiled by: Dong Chunli (1)手腕旋轉(zhuǎn) 手腕繞小臂軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。有些機(jī)器人限制其手腕轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于360度。另一些機(jī)器人則僅僅受到控制電纜纏繞圈數(shù)的限制，手腕可以轉(zhuǎn)幾圈。 (2)手腕彎曲 指手腕的上下擺動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)也稱為俯仰。 (3)手腕側(cè)擺

5、 指機(jī)器人手腕的水平擺動(dòng)。手腕的旋轉(zhuǎn)和俯仰兩種運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)可以構(gòu)成側(cè)擺運(yùn)動(dòng)，通常機(jī)器人的側(cè)擺運(yùn)動(dòng)由一個(gè)單獨(dú)的關(guān)節(jié)提供。2.手腕的運(yùn)動(dòng)手腕的運(yùn)動(dòng)Compiled by: Dong Chunli機(jī)身是直接聯(lián)接、支承和傳動(dòng)手臂及行走機(jī)構(gòu)的部件。它是由臂部運(yùn)動(dòng)(升降、平移、回轉(zhuǎn)和俯仰)機(jī)構(gòu)及有關(guān)的導(dǎo)向裝置、支撐件等組成。由于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)型式、使用條件、負(fù)載能力各不相同，所采用的驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝置也不同，致使機(jī)身結(jié)構(gòu)有很大差異。一般情況下，實(shí)現(xiàn)臂部的升降、回轉(zhuǎn)或或俯仰等運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置或傳動(dòng)件都安裝在機(jī)身上。臂部的運(yùn)動(dòng)愈多，機(jī)身的結(jié)構(gòu)和受力愈復(fù)雜。機(jī)身既可以是固定式的，也可以是行走式的，即在它的

6、下部裝有能行走的機(jī)構(gòu)，可沿地面或架空軌道運(yùn)行。一、機(jī)器人的機(jī)器人的機(jī)身機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli 常用的機(jī)身結(jié)構(gòu)有：（1）升降回轉(zhuǎn)型機(jī)身結(jié)構(gòu)；（2）俯仰型機(jī)身結(jié)構(gòu)；（3）直移型機(jī)身結(jié)構(gòu)；（4）類人機(jī)器人機(jī)身結(jié)構(gòu)。一、機(jī)器人的機(jī)器人的機(jī)身機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli（1）升降回轉(zhuǎn)型機(jī)身結(jié)構(gòu)；由實(shí)現(xiàn)臂部的回轉(zhuǎn)和升降的機(jī)構(gòu)組成： 回轉(zhuǎn)：回轉(zhuǎn)軸液（氣）壓缸驅(qū)動(dòng)、直線液（氣）壓缸驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)鏈、渦輪蝸桿機(jī)械傳動(dòng)。 升降：直線缸驅(qū)動(dòng)、絲桿-螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)、直線缸驅(qū)動(dòng)的連桿升降臺(tái)。一、機(jī)器人的機(jī)器人的機(jī)身機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli

7、（2）俯仰型機(jī)身結(jié)構(gòu)；由實(shí)現(xiàn)手臂左右回轉(zhuǎn)和上下俯仰的部件組成：它用手臂的俯仰運(yùn)動(dòng)部件代替手臂的升降運(yùn)動(dòng)部件。俯仰運(yùn)動(dòng)大多采用擺式直線缸驅(qū)動(dòng)。一、機(jī)器人的機(jī)器人的機(jī)身機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli（3）直移型機(jī)身結(jié)構(gòu)；多為懸掛的；機(jī)身實(shí)際是懸掛手臂的橫梁。為使手臂能沿橫梁平移，除了要有驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外，導(dǎo)軌是一個(gè)重要的部件一、機(jī)器人的機(jī)器人的機(jī)身機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli（4）類人機(jī)器人機(jī)身結(jié)構(gòu)。機(jī)身上除了裝有驅(qū)動(dòng)臂部的運(yùn)動(dòng)裝置外，還應(yīng)該有驅(qū)動(dòng)腿部運(yùn)動(dòng)的裝置和腰部關(guān)節(jié)?？客炔康那爝\(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)升降，腰部關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)左右和前后的俯仰和人身軸線方向的回轉(zhuǎn)

8、運(yùn)動(dòng)一、機(jī)器人的機(jī)器人的機(jī)身機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli手臂部件(簡(jiǎn)稱臂部)是機(jī)器人的主要執(zhí)行部件，它的作用是支撐腕部和手部，并帶動(dòng)它們?cè)诳臻g運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人的臂部主要包括臂桿以及與其伸縮、屈伸或自轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)有關(guān)的構(gòu)件，如傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、導(dǎo)向定位裝置、支撐聯(lián)接和位置檢測(cè)元件等。此外，還有與腕部或手臂的運(yùn)動(dòng)和聯(lián)接支撐等有關(guān)的構(gòu)件、配管配線等。二、機(jī)器人的機(jī)器人的臂部機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli根據(jù)臂部的運(yùn)動(dòng)和布局、驅(qū)動(dòng)方式、傳動(dòng)和導(dǎo)向裝置的不同，可分為： （1）伸縮型臂部結(jié)構(gòu)； （2）轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮型臂部結(jié)構(gòu)； （3）屈伸型臂部結(jié)構(gòu)； （4）其他專用的

9、機(jī)械傳動(dòng)臂部結(jié)構(gòu)。伸縮型臂部結(jié)構(gòu)可由液（氣）壓缸驅(qū)動(dòng)或直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮型臂部結(jié)構(gòu)除了臂部做伸縮運(yùn)動(dòng)，還繞自身軸線運(yùn)動(dòng)，以便使手部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)可由液（氣）壓缸驅(qū)動(dòng)或機(jī)械傳動(dòng)二、機(jī)器人的機(jī)器人的臂部機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli機(jī)身和臂部的配置形式機(jī)身和臂部的配置形式機(jī)身和臂部的配置形式基本上反映了機(jī)器人的總體布局。由于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)要求、工作對(duì)象、作業(yè)環(huán)境和場(chǎng)地等因素的不同，出現(xiàn)了各種不同的配置形式。目前常用的有如下幾種形式：（）橫梁式（）立柱式（）機(jī)座式（）驅(qū)伸式二、機(jī)器人的機(jī)器人的臂部機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli機(jī)身和臂部的配置形式機(jī)身

10、和臂部的配置形式橫梁式橫梁式：機(jī)身設(shè)計(jì)成橫梁式，用于懸掛手臂部件，這類機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形式大多為移動(dòng)式。它具有占地面積小，能有效利用空間，直觀等優(yōu)點(diǎn)。二、機(jī)器人的機(jī)器人的臂部機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli立柱式：立柱式：立柱式機(jī)器人多采用回轉(zhuǎn)型、俯仰型或屈伸型的運(yùn)動(dòng)型式，是一種常見(jiàn)的配置形式。一般臂部都可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)，具有占地面積小而工作范圍大的特點(diǎn)。機(jī)身和臂部的配置形式機(jī)身和臂部的配置形式二、機(jī)器人的機(jī)器人的臂部機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli機(jī)座式機(jī)座式：機(jī)身設(shè)計(jì)成機(jī)座式，這種機(jī)器人可以是獨(dú)立的、自成系統(tǒng)的完整裝置，可以隨意安放和搬動(dòng)。機(jī)身和臂部

11、的配置形式機(jī)身和臂部的配置形式 單臂回轉(zhuǎn)式 雙臂回轉(zhuǎn)式 多臂回轉(zhuǎn)式二、機(jī)器人的機(jī)器人的臂部機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli屈伸式屈伸式：屈伸式機(jī)器人的臂部由大小臂組成，大小臂間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，稱為屈伸臂。機(jī)身和臂部的配置形式機(jī)身和臂部的配置形式 平面屈伸型 空間屈伸型二、機(jī)器人的機(jī)器人的臂部機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli手腕是連接手臂和手部的結(jié)構(gòu)部件，它的主要作用是確定手部的作業(yè)方向。多數(shù)將腕部結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部分安排在小臂上。 要確定手部的作業(yè)方向，一般需要三個(gè)自由度，這三個(gè)回轉(zhuǎn)方向?yàn)椋?(1) 臂轉(zhuǎn)：繞小臂軸線方向的旋轉(zhuǎn)。 (2)手轉(zhuǎn)：使手部繞自身的軸線

12、方向旋轉(zhuǎn)。 (3)腕擺：使手部相對(duì)于臂進(jìn)行擺動(dòng)。三、機(jī)器人的機(jī)器人的腕部機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli臂轉(zhuǎn)、腕擺、手轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu) 臂轉(zhuǎn)、雙腕擺、手轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)手腕結(jié)構(gòu)多為上述三個(gè)回轉(zhuǎn)方式的組合，組合的方式可以有多種形式，常用的手腕組合的方式：三、機(jī)器人的機(jī)器人的腕部機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli腕部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要滿足傳動(dòng)靈活、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、避免干涉。機(jī)器人多數(shù)將腕部結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部分安排在小臂上。首先設(shè)法使幾個(gè)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)傳遞到同軸旋轉(zhuǎn)的心軸和多層套筒上去。運(yùn)動(dòng)傳入腕部后再分別實(shí)現(xiàn)各個(gè)動(dòng)作。三、機(jī)器人的機(jī)器人的腕部機(jī)構(gòu) Compiled by: Dong Chunli柔順手腕柔順手腕在用機(jī)器人進(jìn)行精密裝配作業(yè)中，當(dāng)被裝配零