河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二章

1、河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院機(jī)器人 基礎(chǔ)機(jī)器人第二章 第二章第二章 機(jī)器人機(jī)構(gòu)機(jī)器人機(jī)構(gòu) 第第1節(jié)節(jié) 概述概述 第第2節(jié)節(jié) 機(jī)身和手臂機(jī)構(gòu)機(jī)身和手臂機(jī)構(gòu) 第第3節(jié)節(jié) 手腕部機(jī)構(gòu)手腕部機(jī)構(gòu) 第第4節(jié)節(jié) 行走部機(jī)構(gòu)行走部機(jī)構(gòu) 第第5節(jié)節(jié) 機(jī)器人關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)器人關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 第第6節(jié)節(jié) 機(jī)器人的規(guī)格及主要性能指標(biāo)機(jī)器人的規(guī)格及主要性能指標(biāo) 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章2 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 1 機(jī)器人機(jī)構(gòu)的分類(lèi)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的分類(lèi) 2 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) 3 機(jī)器人工作空間機(jī)器人工作空間 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章3 1、機(jī)器人機(jī)構(gòu)的分類(lèi)

2、、機(jī)器人機(jī)構(gòu)的分類(lèi) 直角坐標(biāo)型機(jī)器人直角坐標(biāo)型機(jī)器人(PPP) 沿著三個(gè)互相垂直的軸沿著三個(gè)互相垂直的軸 線移動(dòng)來(lái)改變手部的空線移動(dòng)來(lái)改變手部的空 間位置。其前三關(guān)節(jié)為間位置。其前三關(guān)節(jié)為 移動(dòng)關(guān)節(jié)（移動(dòng)關(guān)節(jié)（Prismatic） 運(yùn)動(dòng)形式如圖。運(yùn)動(dòng)形式如圖。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章4 1、機(jī)器人機(jī)構(gòu)的分類(lèi)、機(jī)器人機(jī)構(gòu)的分類(lèi) 圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人(RPP) 該類(lèi)操作機(jī)是通過(guò)兩個(gè)該類(lèi)操作機(jī)是通過(guò)兩個(gè) 移動(dòng)移動(dòng)關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)(Prismatic)和和 一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)(Rotation )來(lái)實(shí)現(xiàn)手部的空間位置來(lái)實(shí)現(xiàn)手部的空間位置 的變化，運(yùn)動(dòng)形式如圖的變化，運(yùn)

3、動(dòng)形式如圖 所示所示。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章5 1、機(jī)器人機(jī)構(gòu)的分類(lèi)、機(jī)器人機(jī)構(gòu)的分類(lèi) 球坐標(biāo)型機(jī)器人球坐標(biāo)型機(jī)器人(RRP) 該類(lèi)操作機(jī)用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)該類(lèi)操作機(jī)用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng) 關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)(Rotation )和一個(gè)和一個(gè) 移動(dòng)移動(dòng)關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)(Prismatic)來(lái)來(lái) 改變手部的空間位置，改變手部的空間位置， 運(yùn)動(dòng)形式如圖所示運(yùn)動(dòng)形式如圖所示。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章6 1、機(jī)器人機(jī)構(gòu)的分類(lèi)、機(jī)器人機(jī)構(gòu)的分類(lèi) 關(guān)節(jié)型機(jī)器人關(guān)節(jié)型機(jī)器人(RRR) 這類(lèi)操作機(jī)是模擬人這類(lèi)操作機(jī)是模擬人 的上臂而構(gòu)成的。它的上臂而構(gòu)成的。它 的前三個(gè)關(guān)節(jié)都是轉(zhuǎn)的前三個(gè)關(guān)節(jié)都是轉(zhuǎn)

4、 動(dòng)關(guān)節(jié)動(dòng)關(guān)節(jié)(Rotation ) ， 運(yùn)動(dòng)形式如圖所示運(yùn)動(dòng)形式如圖所示。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章7 2、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) 1）機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度）機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度 運(yùn)動(dòng)自由度的定義運(yùn)動(dòng)自由度的定義 n用來(lái)確定手部相對(duì)于機(jī)身位置的每個(gè)獨(dú)立變化的用來(lái)確定手部相對(duì)于機(jī)身位置的每個(gè)獨(dú)立變化的 參數(shù)，稱(chēng)為機(jī)器人的自由度參數(shù)，稱(chēng)為機(jī)器人的自由度。 n任一自由的空間物體，須有六個(gè)自由度描述其在任一自由的空間物體，須有六個(gè)自由度描述其在 空間的位置和姿態(tài)，三個(gè)正交移動(dòng)軸，決定物體空間的位置和姿態(tài)，三個(gè)正交移動(dòng)軸，決定物體 的位置；三個(gè)繞坐標(biāo)軸的位置；三個(gè)繞坐標(biāo)軸

5、 的轉(zhuǎn)動(dòng)，決定物體的姿的轉(zhuǎn)動(dòng)，決定物體的姿 態(tài)變化。態(tài)變化。 以自由度分類(lèi)的機(jī)器人以自由度分類(lèi)的機(jī)器人 自自由度的分布由度的分布 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章8 2、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) 1）機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度）機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度 運(yùn)動(dòng)自由度的定義運(yùn)動(dòng)自由度的定義 以自由度分類(lèi)的機(jī)器人以自由度分類(lèi)的機(jī)器人 n稱(chēng)六個(gè)自由度機(jī)器人為稱(chēng)六個(gè)自由度機(jī)器人為滿(mǎn)自由度機(jī)器人滿(mǎn)自由度機(jī)器人，少于六，少于六 個(gè)自由度機(jī)器人為個(gè)自由度機(jī)器人為欠自由度機(jī)器人欠自由度機(jī)器人， 多于六個(gè)多于六個(gè) 自由度機(jī)自由度機(jī) 器人為器人為冗余自由度機(jī)器人冗余自由度機(jī)器人。 自自由度的分布由度的分布

6、 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章9 2、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) 1）機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度）機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度 運(yùn)動(dòng)自由度的定義運(yùn)動(dòng)自由度的定義 以自由度分類(lèi)的機(jī)器人以自由度分類(lèi)的機(jī)器人 自自由度的分布由度的分布 n一般機(jī)器人的機(jī)身和手臂構(gòu)成前三個(gè)關(guān)節(jié)，具有三個(gè)一般機(jī)器人的機(jī)身和手臂構(gòu)成前三個(gè)關(guān)節(jié)，具有三個(gè) 自由度，可確定手部在空間的位置，所構(gòu)成的機(jī)構(gòu)稱(chēng)自由度，可確定手部在空間的位置，所構(gòu)成的機(jī)構(gòu)稱(chēng) 位置機(jī)構(gòu)位置機(jī)構(gòu)； n手腕和手部構(gòu)成后三個(gè)關(guān)節(jié)，具有三個(gè)自由度，可確手腕和手部構(gòu)成后三個(gè)關(guān)節(jié)，具有三個(gè)自由度，可確 定手部在空間的姿態(tài)，所構(gòu)成的機(jī)構(gòu)稱(chēng)之為定手部在空間的姿態(tài)

7、，所構(gòu)成的機(jī)構(gòu)稱(chēng)之為姿態(tài)機(jī)構(gòu)姿態(tài)機(jī)構(gòu). 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章10 2、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) 1）機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度）機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)自由度 PUMA機(jī)器人的各個(gè)自由度機(jī)器人的各個(gè)自由度 1機(jī)座機(jī)座 2腰部腰部 3臂部臂部 4腕部腕部 5手部手部 PUMA機(jī)器人視頻機(jī)器人視頻 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章11 2、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) 2）機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍）機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍 指機(jī)器人手腕在空間運(yùn)動(dòng)圖形及其大小，運(yùn)動(dòng)指機(jī)器人手腕在空間運(yùn)動(dòng)圖形及其大小，運(yùn)動(dòng) 范圍取決于臂部的自由度。范圍取決于臂部的自由度。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)

8、器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章12 2、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) 3）機(jī)器人的各種運(yùn)動(dòng)形式）機(jī)器人的各種運(yùn)動(dòng)形式 （1）直移型：直線運(yùn)動(dòng)）直移型：直線運(yùn)動(dòng)L 伸縮運(yùn)動(dòng)伸縮運(yùn)動(dòng)E （2）回轉(zhuǎn)型：扭角運(yùn)動(dòng)）回轉(zhuǎn)型：扭角運(yùn)動(dòng)T 擺角運(yùn)動(dòng)擺角運(yùn)動(dòng)R 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章13 3、 機(jī)器人工作空間機(jī)器人工作空間 1）工作空間定義：）工作空間定義： 手腕部坐標(biāo)系原點(diǎn)能在空間活動(dòng)的最大活動(dòng)范手腕部坐標(biāo)系原點(diǎn)能在空間活動(dòng)的最大活動(dòng)范 圍。又稱(chēng)可達(dá)空間圍。又稱(chēng)可達(dá)空間 ，或總工作空間。，或總工作空間。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章14 3、 機(jī)器人工作空間機(jī)器人工作

9、空間 工作空間示意圖工作空間示意圖 直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間示意圖直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間示意圖 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章15 3、 機(jī)器人工作空間機(jī)器人工作空間 工作空間示意圖工作空間示意圖 圓柱坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間圓柱坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間示意圖示意圖 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章16 3、 機(jī)器人工作空間機(jī)器人工作空間 工作空間示意圖工作空間示意圖 球坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間球坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間示意圖示意圖 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章17 3、 機(jī)器人工作空間機(jī)器人工作空間 工作空間示意圖工作空間示意圖 PUMA機(jī)器人工作空間機(jī)器人

10、工作空間示意圖示意圖 俯視圖俯視圖 主視圖主視圖 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章18 3、 機(jī)器人工作空間機(jī)器人工作空間 2）靈活工作空間）靈活工作空間 末端執(zhí)行器可以任意姿態(tài)達(dá)到的工作空間。末端執(zhí)行器可以任意姿態(tài)達(dá)到的工作空間。 3）奇異形位）奇異形位 總工作空間的邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的機(jī)器人的位置和總工作空間的邊界點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的機(jī)器人的位置和 姿態(tài)，及機(jī)器人工作空間內(nèi)部使機(jī)械產(chǎn)生干涉姿態(tài)，及機(jī)器人工作空間內(nèi)部使機(jī)械產(chǎn)生干涉 的位置和姿態(tài)。的位置和姿態(tài)。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章19 3、 機(jī)器人工作空間機(jī)器人工作空間 4）兩個(gè)基本問(wèn)題）兩個(gè)基本問(wèn)題 正問(wèn)題：給出某

11、一結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)參數(shù)的操作正問(wèn)題：給出某一結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)參數(shù)的操作 機(jī)以及關(guān)節(jié)變量的變化范圍，求工作空間，稱(chēng)機(jī)以及關(guān)節(jié)變量的變化范圍，求工作空間，稱(chēng) 工作空間分析工作空間分析; 逆問(wèn)題：給出某一限定的工作空間，求操作機(jī)逆問(wèn)題：給出某一限定的工作空間，求操作機(jī) 的結(jié)構(gòu)形式，參數(shù)和關(guān)節(jié)變量的變化范圍，稱(chēng)的結(jié)構(gòu)形式，參數(shù)和關(guān)節(jié)變量的變化范圍，稱(chēng) 工作空間的綜合。工作空間的綜合。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章20 3、 機(jī)器人工作空間機(jī)器人工作空間 5）確定工作空間的方法）確定工作空間的方法 解析法解析法: 用數(shù)學(xué)模型計(jì)算工作空間的邊界用數(shù)學(xué)模型計(jì)算工作空間的邊界. 圖解法圖解法:

12、國(guó)標(biāo)規(guī)定了工作空間的幾何作圖法國(guó)標(biāo)規(guī)定了工作空間的幾何作圖法. n 結(jié)構(gòu)限制分析結(jié)構(gòu)限制分析 n 畫(huà)出工作空間的主剖面（畫(huà)出工作空間的主剖面（xoz剖面）剖面） n 畫(huà)出工作空間的俯視剖面（畫(huà)出工作空間的俯視剖面（xoy剖面）剖面） 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章21 第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)身和手臂機(jī)構(gòu)機(jī)身和手臂機(jī)構(gòu) 1、機(jī)身和手臂的作用、機(jī)身和手臂的作用 2、機(jī)身和手臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、機(jī)身和手臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 3、機(jī)身結(jié)構(gòu)、機(jī)身結(jié)構(gòu) 4、手臂結(jié)構(gòu)、手臂結(jié)構(gòu) 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章22 機(jī)身定義：機(jī)身是連接、支承手臂及行走機(jī)構(gòu)的部件機(jī)身定義：機(jī)身是連接、支承手

13、臂及行走機(jī)構(gòu)的部件. 作用：臂部的驅(qū)動(dòng)裝置或傳動(dòng)裝置安裝在機(jī)身上。作用：臂部的驅(qū)動(dòng)裝置或傳動(dòng)裝置安裝在機(jī)身上。 特點(diǎn)：機(jī)身有固定式和行走式兩種。特點(diǎn)：機(jī)身有固定式和行走式兩種。 手臂定義：手臂部件是連接機(jī)身和手腕的部件。手臂定義：手臂部件是連接機(jī)身和手腕的部件。 作用：支承腕部和手部，帶動(dòng)手及腕在空間運(yùn)動(dòng)。作用：支承腕部和手部，帶動(dòng)手及腕在空間運(yùn)動(dòng)。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)類(lèi)型多、受力復(fù)雜。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)類(lèi)型多、受力復(fù)雜。 1、機(jī)身和手臂的作用、機(jī)身和手臂的作用 1、手部 2、腕部 3、手臂 4、機(jī)身 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章23 2、機(jī)身和手臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、機(jī)身和手臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

14、剛度剛度：為了得到較高的精度，機(jī)器人機(jī)身和手臂的機(jī)械結(jié)：為了得到較高的精度，機(jī)器人機(jī)身和手臂的機(jī)械結(jié) 構(gòu)剛度比強(qiáng)度更重要。剛度可分為結(jié)構(gòu)剛度、支承剛度、伺構(gòu)剛度比強(qiáng)度更重要。剛度可分為結(jié)構(gòu)剛度、支承剛度、伺 服剛度等。服剛度等。 精度精度：機(jī)器人的精度可分為絕對(duì)精度和重復(fù)定位精度。機(jī)：機(jī)器人的精度可分為絕對(duì)精度和重復(fù)定位精度。機(jī) 器人終端執(zhí)行器（手部）的精度與臂和機(jī)身的位置精度密切器人終端執(zhí)行器（手部）的精度與臂和機(jī)身的位置精度密切 相關(guān)。相關(guān)。 平穩(wěn)性平穩(wěn)性：機(jī)身和臂部的運(yùn)動(dòng)多、質(zhì)量較大、當(dāng)負(fù)荷大且高：機(jī)身和臂部的運(yùn)動(dòng)多、質(zhì)量較大、當(dāng)負(fù)荷大且高 速運(yùn)行時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，將產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。

15、應(yīng)采取速運(yùn)行時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，將產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。應(yīng)采取 有效的緩沖裝置以吸收沖擊能量。有效的緩沖裝置以吸收沖擊能量。 其他其他：對(duì)特殊要求的要有相應(yīng)措施，如防爆、防塵、防水：對(duì)特殊要求的要有相應(yīng)措施，如防爆、防塵、防水 、防真空、防輻射、防腐蝕等。、防真空、防輻射、防腐蝕等。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章24 機(jī)身是支承手、臂且?guī)溥\(yùn)動(dòng)的部件，由于機(jī)器人的運(yùn)機(jī)身是支承手、臂且?guī)溥\(yùn)動(dòng)的部件，由于機(jī)器人的運(yùn) 動(dòng)形式、使用條件動(dòng)形式、使用條件 、負(fù)荷能力各不相同，所采用的驅(qū)、負(fù)荷能力各不相同，所采用的驅(qū) 動(dòng)裝置，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝置亦不同，使機(jī)器人機(jī)身有動(dòng)裝置，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝

16、置亦不同，使機(jī)器人機(jī)身有 很大差異，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。很大差異，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。 分類(lèi)分類(lèi): 1)橫梁式橫梁式 2)立柱式立柱式 3)屈伸式屈伸式 4)類(lèi)人型類(lèi)人型 3、機(jī)身結(jié)構(gòu)、機(jī)身結(jié)構(gòu) PUMA-262型機(jī)器人型機(jī)器人 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章25 4、手臂結(jié)構(gòu)、手臂結(jié)構(gòu) 工業(yè)機(jī)器人的手臂一般具有工業(yè)機(jī)器人的手臂一般具有3個(gè)自由度，即手臂個(gè)自由度，即手臂 的伸縮、回轉(zhuǎn)、俯仰（或升降）運(yùn)動(dòng)；的伸縮、回轉(zhuǎn)、俯仰（或升降）運(yùn)動(dòng)； 手臂的分類(lèi)手臂的分類(lèi)： 按結(jié)構(gòu)形式分：手臂有單臂；雙臂；懸掛式手按結(jié)構(gòu)形式分：手臂有單臂；雙臂；懸掛式手 臂。臂。 按手臂的運(yùn)動(dòng)形式分：直線運(yùn)動(dòng)按手臂的

17、運(yùn)動(dòng)形式分：直線運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、 復(fù)合運(yùn)動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章26 4、手臂結(jié)構(gòu)、手臂結(jié)構(gòu) 手臂的結(jié)構(gòu)形式手臂的結(jié)構(gòu)形式 單臂式 雙臂式懸掛式 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章27 4、手臂結(jié)構(gòu)、手臂結(jié)構(gòu) 手臂的運(yùn)動(dòng)形式手臂的運(yùn)動(dòng)形式 直線運(yùn)動(dòng)：如手臂的伸縮、升降及橫向、縱向直線運(yùn)動(dòng)：如手臂的伸縮、升降及橫向、縱向 移動(dòng)；移動(dòng)； 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：如手臂的左右回轉(zhuǎn)，上下擺動(dòng)（俯回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：如手臂的左右回轉(zhuǎn)，上下擺動(dòng)（俯 仰）；仰）； 復(fù)合運(yùn)動(dòng)：如直線運(yùn)動(dòng)與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合，兩復(fù)合運(yùn)動(dòng)：如直線運(yùn)動(dòng)與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合，兩 直線運(yùn)動(dòng)的組合，兩回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組

18、合等。直線運(yùn)動(dòng)的組合，兩回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的組合等。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章28 4、手臂結(jié)構(gòu)、手臂結(jié)構(gòu) 直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng) 行程小時(shí)，采用活塞油（氣）缸直接驅(qū)動(dòng)。行行程小時(shí)，采用活塞油（氣）缸直接驅(qū)動(dòng)。行 程大時(shí)可采用活塞油（氣）缸和齒輪齒條機(jī)構(gòu)程大時(shí)可采用活塞油（氣）缸和齒輪齒條機(jī)構(gòu) ，絲杠螺母機(jī)構(gòu)以及活塞油（氣）缸和連桿機(jī)，絲杠螺母機(jī)構(gòu)以及活塞油（氣）缸和連桿機(jī) 構(gòu)等。構(gòu)等。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章29 4、手臂結(jié)構(gòu)、手臂結(jié)構(gòu) 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一般采用葉片式回轉(zhuǎn)缸、齒輪手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一般采用葉片式回轉(zhuǎn)缸、齒輪 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及

19、連桿機(jī)構(gòu)等來(lái)實(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及連桿機(jī)構(gòu)等來(lái)實(shí) 現(xiàn)?，F(xiàn)。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章30 4、手臂結(jié)構(gòu)、手臂結(jié)構(gòu) 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 手臂俯仰驅(qū)動(dòng)缸安置示意圖 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章31 4、手臂結(jié)構(gòu)、手臂結(jié)構(gòu) 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 手臂俯仰驅(qū)動(dòng)缸安置示意圖 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章32 第三節(jié)第三節(jié) 手腕部機(jī)構(gòu)手腕部機(jī)構(gòu) 1、概述、概述 2、手部機(jī)構(gòu)、手部機(jī)構(gòu) 3、腕部機(jī)構(gòu)、腕部機(jī)構(gòu) 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章33 1、概述、概述 手部：是最重要的執(zhí)行機(jī)械，工業(yè)機(jī)器人手部：是最重要的執(zhí)行機(jī)械，工業(yè)機(jī)器人

20、手部可分為：手部可分為：1.夾持類(lèi)；夾持類(lèi)；2.吸附類(lèi)吸附類(lèi) 腕部：腕部： 1.完成手部的俯仰，擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)；完成手部的俯仰，擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)； 2.智能機(jī)器人腕部具有力、力矩傳感器。智能機(jī)器人腕部具有力、力矩傳感器。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章34 2、手部機(jī)構(gòu)、手部機(jī)構(gòu) 1）夾持式手部的組成）夾持式手部的組成 手指手指 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章35 2、手部機(jī)構(gòu)、手部機(jī)構(gòu) 1）夾持式手部的組成）夾持式手部的組成 夾鉗式手部的組成 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章36 2、手部機(jī)構(gòu)、手部機(jī)構(gòu) 1）夾持式手部的

21、組成）夾持式手部的組成 斜楔杠桿式手部 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章37 2、手部機(jī)構(gòu)、手部機(jī)構(gòu) 1）夾持式手部的組成）夾持式手部的組成 雙支點(diǎn)連桿杠桿式手部 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章38 2、手部機(jī)構(gòu)、手部機(jī)構(gòu) 1）夾持式手部的組成）夾持式手部的組成 齒條齒輪杠桿式手部 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章39 2、手部機(jī)構(gòu)、手部機(jī)構(gòu) 2）吸附式手部的組成）吸附式手部的組成 真空吸附取料手 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章40 2、手部機(jī)構(gòu)、手部機(jī)構(gòu) 3）手部機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)）手部機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 開(kāi)閉范圍；開(kāi)閉范圍； 夾緊力；夾緊力；

22、 定位精度；定位精度； 結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，效率高；結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，效率高； 通用性和可換性；通用性和可換性； 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章41 3、腕部、關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu)、腕部、關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu) 1）關(guān)節(jié)的作用和分類(lèi)）關(guān)節(jié)的作用和分類(lèi) 作用：關(guān)節(jié)將機(jī)器人的各構(gòu)件連接起來(lái)，機(jī)器作用：關(guān)節(jié)將機(jī)器人的各構(gòu)件連接起來(lái)，機(jī)器 人各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)裝置人各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)裝置 在各關(guān)節(jié)上實(shí)現(xiàn)的。主要有運(yùn)動(dòng)傳遞和力在各關(guān)節(jié)上實(shí)現(xiàn)的。主要有運(yùn)動(dòng)傳遞和力 傳遞傳遞 。 分類(lèi)：旋轉(zhuǎn)型關(guān)節(jié)和直線移動(dòng)型關(guān)節(jié)。腕關(guān)節(jié)分類(lèi)：旋轉(zhuǎn)型關(guān)節(jié)和直線移動(dòng)型關(guān)節(jié)。腕關(guān)節(jié) 在機(jī)器人中很重要，以下

23、主要討論腕關(guān)節(jié)。在機(jī)器人中很重要，以下主要討論腕關(guān)節(jié)。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章42 3、腕部、關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu)、腕部、關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu) 2） 關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)要點(diǎn)關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕：關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)、重量、動(dòng)力載力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕：關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)、重量、動(dòng)力載 荷直接影響機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、重量和性能。荷直接影響機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、重量和性能。 n處于手臂的末端處于手臂的末端 n有有2-3個(gè)自由度和驅(qū)動(dòng)裝置個(gè)自由度和驅(qū)動(dòng)裝置 n需較大的力矩和盡量輕的重量需較大的力矩和盡量輕的重量 綜合考慮，合理布局：需要考慮強(qiáng)度、剛度、制造、綜合考慮，合理布局：需要考慮強(qiáng)度、剛度、制造、 裝配、精度和、控制可

24、靠性。裝配、精度和、控制可靠性。 須考慮腕部的工作條件：如高低溫、腐蝕性、防暴、須考慮腕部的工作條件：如高低溫、腐蝕性、防暴、 防塵、防滲。防塵、防滲。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章43 3、腕部、關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu)、腕部、關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu) 3）關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu)）關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu) 單自由度手腕：?jiǎn)巫杂啥仁滞笾豢赡苡腥缦聠巫杂啥仁滞螅簡(jiǎn)巫杂啥仁滞笾豢赡苡腥缦?兩種形式，即滾轉(zhuǎn)型和彎轉(zhuǎn)型。兩種形式，即滾轉(zhuǎn)型和彎轉(zhuǎn)型。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章44 3、腕部、關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu)、腕部、關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu) 3）關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu)）關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu) 二自由度手腕：對(duì)兩自由度腕關(guān)節(jié)來(lái)說(shuō)，可二自由度手腕：對(duì)兩自由度腕關(guān)節(jié)來(lái)

25、說(shuō)，可 能有的組合形式有四種能有的組合形式有四種: RR, BR, RB, BB。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章45 3、腕部、關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu)、腕部、關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu) 3）關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu)）關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu) 三自由度手腕：三自由度手腕： 說(shuō)明: 設(shè)計(jì)時(shí)使三 個(gè)軸線匯交于 一點(diǎn)，將使腕 關(guān)節(jié)具有最緊 湊的尺寸。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章46 第四節(jié)第四節(jié) 行走部機(jī)構(gòu)行走部機(jī)構(gòu) 1 概述概述 2運(yùn)行車(chē)式行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行車(chē)式行走機(jī)構(gòu) 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章47 1概述概述 機(jī)器人可分為固定型和行走型兩種。機(jī)器人可分為固定型和行走型兩種。 海洋水下機(jī)器人 核工業(yè)原

26、子能反應(yīng)唯用機(jī)器人 空間機(jī)器人 軍用機(jī)器人 醫(yī)療福利機(jī)器人 服務(wù)機(jī)器人 移動(dòng)式搬運(yùn)機(jī)器人 移動(dòng)式 固定式工業(yè)機(jī)器人 焊接 噴漆 上下料 機(jī)器人 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章48 2運(yùn)行車(chē)式行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行車(chē)式行走機(jī)構(gòu) （1）車(chē)輪式行走機(jī)構(gòu)）車(chē)輪式行走機(jī)構(gòu) （2）履帶式行走機(jī)構(gòu)）履帶式行走機(jī)構(gòu) （3）步行式行走機(jī)構(gòu)）步行式行走機(jī)構(gòu) 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章49 （1）車(chē)輪式行走機(jī)構(gòu)）車(chē)輪式行走機(jī)構(gòu) 1）車(chē)輪式動(dòng)作穩(wěn)定，自動(dòng)操縱簡(jiǎn)單，在）車(chē)輪式動(dòng)作穩(wěn)定，自動(dòng)操縱簡(jiǎn)單，在FMS 或自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)中作搬運(yùn)小車(chē)用得或自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)中作搬運(yùn)小車(chē)用得 較多，適合室內(nèi)較多，適合室內(nèi) 平

27、地行走。平地行走。 2）車(chē)輪式行走機(jī)構(gòu)有）車(chē)輪式行走機(jī)構(gòu)有3輪，輪，4輪，或輪，或6輪等輪等 3）車(chē)輪式行走機(jī)構(gòu)采用的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)：）車(chē)輪式行走機(jī)構(gòu)采用的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)： 采用自位輪和主動(dòng)輪差動(dòng)轉(zhuǎn)向?qū)?huì)有角度誤差。采用自位輪和主動(dòng)輪差動(dòng)轉(zhuǎn)向?qū)?huì)有角度誤差。 采用驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪，靜止?fàn)顟B(tài)阻力大。采用驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪，靜止?fàn)顟B(tài)阻力大。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章50 （1）車(chē)輪式行走機(jī)構(gòu)）車(chē)輪式行走機(jī)構(gòu) 三輪車(chē)型移動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu) 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章51 （1）車(chē)輪式行走機(jī)構(gòu)）車(chē)輪式行走機(jī)構(gòu) 四輪車(chē)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng) 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章52 （2）

28、履帶式行走機(jī)構(gòu)）履帶式行走機(jī)構(gòu) 履帶式行走機(jī)構(gòu)適合于野外作業(yè)，軍用機(jī)器人履帶式行走機(jī)構(gòu)適合于野外作業(yè)，軍用機(jī)器人 ，及各種勘探及探險(xiǎn)，適應(yīng)各種地形，爬坡可，及各種勘探及探險(xiǎn)，適應(yīng)各種地形，爬坡可 達(dá)達(dá)45，可以爬樓梯。，可以爬樓梯。 適應(yīng)地形的履帶適應(yīng)地形的履帶 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章53 （3）步行式行走機(jī)構(gòu)）步行式行走機(jī)構(gòu) 1）步行式行走機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)）步行式行走機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 可在高低不平的地段上行走?？稍诟叩筒黄降牡囟紊闲凶?。 腳的主動(dòng)性可保持平衡，不隨地面晃動(dòng)。腳的主動(dòng)性可保持平衡，不隨地面晃動(dòng)。 在柔軟的地面上運(yùn)動(dòng)、效率不顯著降低。在柔軟的地面上運(yùn)動(dòng)、效率不顯著降低

29、。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章54 （3）步行式行走機(jī)構(gòu)）步行式行走機(jī)構(gòu) 2）動(dòng)步行與靜步行）動(dòng)步行與靜步行 靜步行：機(jī)器人重心始終落在支持于地面的靜步行：機(jī)器人重心始終落在支持于地面的 幾只腳所圈成的多邊形面積內(nèi)。幾只腳所圈成的多邊形面積內(nèi)。 動(dòng)步行：有時(shí)重心落在支撐面積外，利用重動(dòng)步行：有時(shí)重心落在支撐面積外，利用重 力和慣性力，作為步行的動(dòng)力，步行速度快、力和慣性力，作為步行的動(dòng)力，步行速度快、 耗能少。耗能少。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章55 （3）步行式行走機(jī)構(gòu)）步行式行走機(jī)構(gòu) 3）兩腳步行式行走機(jī)構(gòu)）兩腳步行式行走機(jī)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： n有最好

30、的適應(yīng)性，與人類(lèi)相似的優(yōu)越性有最好的適應(yīng)性，與人類(lèi)相似的優(yōu)越性; n人類(lèi)幻想的高級(jí)智能機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)。人類(lèi)幻想的高級(jí)智能機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)。 控制難點(diǎn)：無(wú)論是靜步行或動(dòng)步行，控制都困控制難點(diǎn)：無(wú)論是靜步行或動(dòng)步行，控制都困 難，猶如倒擺。難，猶如倒擺。 n測(cè)出各物理量，控制機(jī)構(gòu)連桿的相對(duì)角測(cè)出各物理量，控制機(jī)構(gòu)連桿的相對(duì)角; n利用腳尖在地面上的反作用力測(cè)重心的位置。利用腳尖在地面上的反作用力測(cè)重心的位置。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章56 第五節(jié)第五節(jié) 機(jī)器人關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)器人關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1、 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 2、機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)器人

31、的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章57 1. 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)裝置是使機(jī)器人各部件動(dòng)作的動(dòng)力源，目驅(qū)動(dòng)裝置是使機(jī)器人各部件動(dòng)作的動(dòng)力源，目 前常見(jiàn)的有：前常見(jiàn)的有： 1）液壓驅(qū)動(dòng)）液壓驅(qū)動(dòng) 2）氣壓驅(qū)動(dòng)）氣壓驅(qū)動(dòng) 3）電機(jī)驅(qū)動(dòng)）電機(jī)驅(qū)動(dòng) 4）其他驅(qū)動(dòng)方式）其他驅(qū)動(dòng)方式 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章58 1. 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 1）液壓驅(qū)動(dòng)）液壓驅(qū)動(dòng): 是高壓油作為工作介質(zhì)，推動(dòng)直線或是高壓油作為工作介質(zhì)，推動(dòng)直線或 旋轉(zhuǎn)的油缸進(jìn)行工作的旋轉(zhuǎn)的油缸進(jìn)行工作的, 在一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中其主要在一個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中其主要 的

32、部件如下：的部件如下： n直線液壓缸：在高壓油的作用下，作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)直線液壓缸：在高壓油的作用下，作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) n擺動(dòng)缸：在高壓油的作用下產(chǎn)生一定角度的擺動(dòng)。擺動(dòng)缸：在高壓油的作用下產(chǎn)生一定角度的擺動(dòng)。 n電液伺服閥：可精確地控制油路的開(kāi)關(guān)、并可控制電液伺服閥：可精確地控制油路的開(kāi)關(guān)、并可控制 供油量的大小，以便對(duì)液壓缸進(jìn)行精確的控制，并可供油量的大小，以便對(duì)液壓缸進(jìn)行精確的控制，并可 以根據(jù)位置傳感器和速度傳感器反饋的信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)以根據(jù)位置傳感器和速度傳感器反饋的信號(hào)進(jìn)行閉環(huán) 控制?？刂?。 液壓驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用：目前在負(fù)荷較大的搬運(yùn)機(jī)器液壓驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用：目前在負(fù)荷較大的搬運(yùn)機(jī)器 人和噴涂機(jī)器人應(yīng)

33、用較多。人和噴涂機(jī)器人應(yīng)用較多。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章59 1. 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 2）氣壓驅(qū)動(dòng)）氣壓驅(qū)動(dòng) 在所有的驅(qū)動(dòng)方式中，氣壓驅(qū)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的，在所有的驅(qū)動(dòng)方式中，氣壓驅(qū)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的， 在工業(yè)中應(yīng)用很廣，其組成與液壓驅(qū)動(dòng)相似。在工業(yè)中應(yīng)用很廣，其組成與液壓驅(qū)動(dòng)相似。 可以用機(jī)械的檔次實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的控制，并能達(dá)可以用機(jī)械的檔次實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的控制，并能達(dá) 到較高的精度到較高的精度, 雖然達(dá)到高精度的伺服控制較難雖然達(dá)到高精度的伺服控制較難 ，但目前已經(jīng)用微處理機(jī)直接控制的氣動(dòng)馬達(dá)，但目前已經(jīng)用微處理機(jī)直接控制的氣動(dòng)馬達(dá) ，定位精度在，定位精度在1mm。 在

34、機(jī)器人中主要用于各種氣動(dòng)手爪，以及小型在機(jī)器人中主要用于各種氣動(dòng)手爪，以及小型 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)。機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章60 1. 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 3）電機(jī)驅(qū)動(dòng)）電機(jī)驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)驅(qū)動(dòng)在機(jī)器人中的應(yīng)用可以分成三種：電動(dòng)驅(qū)動(dòng)在機(jī)器人中的應(yīng)用可以分成三種： n直流電機(jī)組成伺服控制系統(tǒng)；直流電機(jī)組成伺服控制系統(tǒng)； n交流（或）無(wú)刷直流電機(jī)組成伺服控制系統(tǒng)；交流（或）無(wú)刷直流電機(jī)組成伺服控制系統(tǒng)； n步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章61 1. 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)

35、構(gòu) 4）其他驅(qū)動(dòng)方式）其他驅(qū)動(dòng)方式 氣囊式人工肌肉氣囊式人工肌肉 磁致伸縮驅(qū)動(dòng)：磁致伸縮驅(qū)動(dòng)：鐵磁材料和亞鐵磁材料由于磁化狀態(tài)的改鐵磁材料和亞鐵磁材料由于磁化狀態(tài)的改 變變, 其長(zhǎng)度和體積都要發(fā)生微小變化其長(zhǎng)度和體積都要發(fā)生微小變化, 這種現(xiàn)象稱(chēng)為磁致伸縮。這種現(xiàn)象稱(chēng)為磁致伸縮。 形狀記憶合金（形狀記憶合金（SMA）驅(qū)動(dòng)器：）驅(qū)動(dòng)器：記憶合金在航空航天領(lǐng)記憶合金在航空航天領(lǐng) 域內(nèi)的應(yīng)用有很多成功的范例。人造衛(wèi)星上龐大的天線可以用域內(nèi)的應(yīng)用有很多成功的范例。人造衛(wèi)星上龐大的天線可以用 記憶合金制作。發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來(lái)裝記憶合金制作。發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來(lái)裝 進(jìn)

36、衛(wèi)星體內(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預(yù)定軌道后，只需加溫進(jìn)衛(wèi)星體內(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預(yù)定軌道后，只需加溫 ，折疊的衛(wèi)星天線因具有，折疊的衛(wèi)星天線因具有“記憶記憶”功能而自然展開(kāi)。功能而自然展開(kāi)。 壓電晶體驅(qū)動(dòng)器壓電晶體驅(qū)動(dòng)器 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章62 1. 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 5）驅(qū)動(dòng)方式的選擇）驅(qū)動(dòng)方式的選擇 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器要求啟動(dòng)力矩大、調(diào)速范圍寬、慣量小機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器要求啟動(dòng)力矩大、調(diào)速范圍寬、慣量小 驅(qū)動(dòng)方式選擇：驅(qū)動(dòng)方式選擇： n負(fù)荷為負(fù)荷為2000N以下采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式以下采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式 n小功率點(diǎn)位控制采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式小功率點(diǎn)位控制采用氣動(dòng)

37、驅(qū)動(dòng)方式 n大功率大力矩采用液壓驅(qū)動(dòng)方式大功率大力矩采用液壓驅(qū)動(dòng)方式 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器人基礎(chǔ)機(jī)器人第二 章63 2. 機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1）常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型和特點(diǎn)）常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型和特點(diǎn) (1) 齒輪類(lèi)傳動(dòng)：齒輪、蝸輪蝸桿、齒輪齒條等齒輪類(lèi)傳動(dòng)：齒輪、蝸輪蝸桿、齒輪齒條等 n優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)快、扭矩大、剛性好優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)快、扭矩大、剛性好 n缺點(diǎn)：傳動(dòng)有間隙、故回差大，精度低缺點(diǎn)：傳動(dòng)有間隙、故回差大，精度低 n應(yīng)用：腰、腕關(guān)節(jié)應(yīng)用：腰、腕關(guān)節(jié) (2) 鏈索類(lèi)傳動(dòng)：鏈條、齒形帶、鋼帶等鏈索類(lèi)傳動(dòng)：鏈條、齒形帶、鋼帶等 n優(yōu)點(diǎn)：無(wú)間隙、剛度與張緊裝置有關(guān)，力矩較大優(yōu)點(diǎn)：無(wú)間隙、剛度與張緊裝置有關(guān)，力矩較大 n缺點(diǎn)：速比小，齒形帶和鋼帶適用于小負(fù)載缺點(diǎn)：速比小，齒形帶和鋼帶適用于小負(fù)載 n應(yīng)用：腕關(guān)節(jié)應(yīng)用：腕關(guān)節(jié) 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 機(jī)器