工業(yè)機器人結構設計ppt課件

1、No.1No.2一、機器人本體基本結構組成：一、機器人本體基本結構組成：1、傳動部件2、機身及行走機構3、臂部4、腕部5、手部2.1 2.1 機器人本體的基本結構機器人本體的基本結構No.3KUKA公司的工業(yè)機器人在工作公司的工業(yè)機器人在工作2.1 2.1 機器人本體的基本結構機器人本體的基本結構No.4二、機器人本體基本結構特點：二、機器人本體基本結構特點：1、可以簡化成各連桿首尾相接、末端無約束的開式連桿系，連桿系末端自由且無支承，這決定了機器人的結構剛度不高，并隨連桿系在空間位姿的變化而變化。2.1 2.1 機器人本體的基本結構機器人本體的基本結構No.5二、機器人本體基本結構特點：二、

2、機器人本體基本結構特點：2、開式連桿系中的每根連桿都具有獨立的驅動器，屬于主動連桿系，連桿的運動各自獨立，不同連桿的運動之間沒有依從關系，運動靈活。2.1 2.1 機器人本體的基本結構機器人本體的基本結構No.6二、機器人本體基本結構特點：二、機器人本體基本結構特點：3、連桿驅動扭矩的順態(tài)過程在時域中的變化非常復雜，且和執(zhí)行器反饋信號有關。連桿的驅動屬于伺服控制型，因而對機械傳動系統(tǒng)的剛度、間隙和運動精度都有較高的要求。2.1 2.1 機器人本體的基本結構機器人本體的基本結構No.7二、機器人本體基本結構特點：二、機器人本體基本結構特點：4、連桿系的受力狀態(tài)、剛度條件和動態(tài)性能都是隨位姿的變化

3、而變化的，因此，極容易發(fā)生振動或出現(xiàn)其他不穩(wěn)定現(xiàn)象。2.1 2.1 機器人本體的基本結構機器人本體的基本結構No.8二、機器人本體基本結構特點：二、機器人本體基本結構特點：工作負載與自重的比值工作負載與自重的比值靜、動態(tài)剛度靜、動態(tài)剛度 定位精度、跟蹤精度定位精度、跟蹤精度 控制系統(tǒng)的要求、造價控制系統(tǒng)的要求、造價 機械系統(tǒng)設計的靈活性機械系統(tǒng)設計的靈活性固有頻率固有頻率 避開工作頻率避開工作頻率 系統(tǒng)的穩(wěn)定性系統(tǒng)的穩(wěn)定性2.1 2.1 機器人本體的基本結構機器人本體的基本結構No.92.1 2.1 機器人本體的基本結構機器人本體的基本結構1 1、材料選擇的、材料選擇的基本要求：基本要求：強度

4、高強度高彈性模量大彈性模量大重量輕重量輕阻尼大阻尼大材料經(jīng)濟性材料經(jīng)濟性三、機器人本體材料的選擇：三、機器人本體材料的選擇：No.10三、機器人本體材料的選擇：三、機器人本體材料的選擇：1 1、機器人常用材料：、機器人常用材料：碳素結構鋼和合金結構鋼（廣泛采用）碳素結構鋼和合金結構鋼（廣泛采用）鋁、鋁合金及其他輕合金材料（重量輕）鋁、鋁合金及其他輕合金材料（重量輕）纖維增強合金（較高的纖維增強合金（較高的 E/ /比）比）陶瓷陶瓷纖維增強復合材料（高阻尼）纖維增強復合材料（高阻尼）粘彈性大阻尼材料粘彈性大阻尼材料2.1 2.1 機器人本體的基本結構機器人本體的基本結構No.11SIWR-型和型

5、水下作業(yè)機械手模擬試驗裝置2.2 2.2 手部設計手部設計No.122.2 2.2 手部設計手部設計新松的裝配機器人No.132.2 手部設計手部設計l2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計l2.2.2 吸盤式手部的設計吸盤式手部的設計l2.2.3 類人機器人的手部類人機器人的手部 關節(jié)式手指關節(jié)式手指No.142.2 2.2 手部設計手部設計習題：設計一手部結構，用來抓取盤中的蘋果。要求：畫出結構，并給出關鍵尺寸。說明其驅動方式及計算增力比N/P。No.15 機器人的手部是重要的執(zhí)行機構。從其功機器人的手部是重要的執(zhí)行機構。從其功能和形態(tài)上看，它可分為工業(yè)機器人的手部和能和形態(tài)上看，它

6、可分為工業(yè)機器人的手部和類人機器人的手部。前者應用較多，也比較成類人機器人的手部。前者應用較多，也比較成熟，后者正處于深入研究階段。熟，后者正處于深入研究階段。 工業(yè)機器人的手部是用來抓取工件或工具工業(yè)機器人的手部是用來抓取工件或工具的部件。由于被抓取的工件的形狀、尺寸、重的部件。由于被抓取的工件的形狀、尺寸、重量、材質等的不同，手部的結構也是多種多樣量、材質等的不同，手部的結構也是多種多樣的，大部分的手部結構是根據(jù)特定的工件要求的，大部分的手部結構是根據(jù)特定的工件要求而專門設計的。各種手部的工作原理不同，結而專門設計的。各種手部的工作原理不同，結構型式各異。常用的手部按其握持原理的不同構型式

7、各異。常用的手部按其握持原理的不同可分為兩類，即鉗爪式和吸附式?？煞譃閮深悾淬Q爪式和吸附式。2.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計No.162.2 手部設計手部設計No.172.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計No.18 鉗爪式手部的組成鉗爪式手部的組成 一般的鉗爪式手部由以下三部分組成：一般的鉗爪式手部由以下三部分組成：手指：手指：傳動機構：傳動機構：驅動裝置：驅動裝置： 此外，還有連接和支撐元件，將上述此外，還有連接和支撐元件，將上述各部分連接成一個整體，以及實現(xiàn)手部各部分連接成一個整體，以及實現(xiàn)手部與機器人的腕部的連接。與機器人的腕部的連接。2.2

8、.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計No.19一、手指2.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計No.20二、傳動機構回轉型傳動機構2.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計斜楔杠桿式手部斜楔杠桿式手部 No.21二、傳動機構回轉型傳動機構2.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計滑槽杠桿式手部滑槽杠桿式手部 No.22二、傳動機構回轉型傳動機構2.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計雙支點連桿杠桿式手部雙支點連桿杠桿式手部 No.23二、傳動機構回轉型傳動機構2.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計齒條齒

9、輪杠桿式手部齒條齒輪杠桿式手部 No.24二、傳動機構平移型傳動機構2.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計直線平移型手部直線平移型手部 No.25二、傳動機構平移型傳動機構2.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計四連桿機構平移型手部四連桿機構平移型手部 No.261-齒條 2-齒輪 3-工件齒輪齒條移動式手爪1322.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計二、傳動機構其它結構型式No.27重力式手爪 二、傳動機構其它結構型式No.28撥桿杠桿式鉗爪 二、傳動機構其它結構型式No.29內撐式三指鉗爪 二、傳動機構其它結構型式No.30三、鉗爪式手部

10、的設計要點2.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計應具有足夠的夾緊力應具有足夠的張開角應能保證工件的可靠定位應具有足夠的強度和剛度應適應被抓取對象的要求應盡量做到結構緊湊、重量輕、效率高應具有一定的通用性和可互換性No.31四、鉗爪式手部結構舉例以及夾緊力的分析計算2.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計 手部機構的結構型式不同，其特點手部機構的結構型式不同，其特點也各不相同，下面僅舉幾個結構實例及也各不相同，下面僅舉幾個結構實例及其夾緊力的計算公式供設計時參考。鉗其夾緊力的計算公式供設計時參考。鉗爪式手部機構夾持工件的夾緊力是通過爪式手部機構夾持工件的夾緊力是

11、通過驅動裝置驅動裝置( (液壓、氣動或電動液壓、氣動或電動) )所產(chǎn)生的所產(chǎn)生的驅動力經(jīng)過手部機構的傳遞而產(chǎn)生的。驅動力經(jīng)過手部機構的傳遞而產(chǎn)生的。No.32四、鉗爪式手部結構及其夾緊力的計算公式舉例 齒輪齒條式手部結構齒輪齒條式手部結構 注：兩手指平移 增力比（N/P）小N=P/2NNP2.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計No.33四、鉗爪式手部結構及其夾緊力的計算公式舉例平行連桿杠桿式手部結構平行連桿杠桿式手部結構 N=PLcos(+)/(2lsincos)注：ABDE，DBAE，LBC桿長，lAB桿長；兩手指保持平行；當角較小時，可獲得較大的力比。NNPABCE2.2

12、.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計No.34四、鉗爪式手部結構及其夾緊力的計算公式舉例 連桿杠桿式手部結構連桿杠桿式手部結構PNNcbN=Pcsin(+)/2bsinsin注：手指開閉角較?。划斎≥^小的時，可獲得較大的增力比（即NP）2.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計No.35四、鉗爪式手部結構及其夾緊力的計算公式舉例斜楔杠桿式手部結構斜楔杠桿式手部結構 PcbPNN=Pcctg/2N2.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計No.36四、鉗爪式手部結構及其夾緊力的計算公式舉例滑槽杠桿式手部結構滑槽杠桿式手部結構 PNNbNPc/2b2.2.

13、1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計No.37 吸附類手部也主要分為兩種，吸附類手部也主要分為兩種，即氣吸式和磁吸式兩種。即氣吸式和磁吸式兩種。 氣吸式是指用負壓吸盤吸附工氣吸式是指用負壓吸盤吸附工件，按負壓產(chǎn)生的方式不同，可分件，按負壓產(chǎn)生的方式不同，可分為擠壓式和真空式兩種。為擠壓式和真空式兩種。 磁吸式手部是在手腕部裝上電磁吸式手部是在手腕部裝上電磁鐵，通過電磁吸力把工件吸住。磁鐵，通過電磁吸力把工件吸住。2.2.2 2.2.2 吸附式手部的設計吸附式手部的設計No.38一、氣吸式手部的種類真空吸盤系統(tǒng)2.2.2 2.2.2 吸附式手部的設計吸附式手部的設計No.39一、氣吸

14、式手部的種類123451-電機 2-真空泵 3,4-電磁閥 5-吸盤真空吸盤控制系統(tǒng)真空吸盤控制系統(tǒng)42.2.2 2.2.2 吸附式手部的設計吸附式手部的設計No.40一、氣吸式手部的種類氣流負壓噴嘴吸盤結構原理圖氣流負壓噴嘴吸盤結構原理圖 擠壓負壓式吸盤擠壓負壓式吸盤 2.2.2 2.2.2 吸附式手部的設計吸附式手部的設計No.41吸力大小與吸盤的直徑大小，吸盤內的吸力大小與吸盤的直徑大小，吸盤內的真空度真空度( (或負壓大小或負壓大小) )以及吸盤的吸附面以及吸盤的吸附面積的大小有關。工件被吸附表面的形狀積的大小有關。工件被吸附表面的形狀和表面不平度也對其有一定的影響，設和表面不平度也對

15、其有一定的影響，設計時要充分考慮上述各種因素，以保證計時要充分考慮上述各種因素，以保證有足夠的吸附力。有足夠的吸附力。應根據(jù)被抓取工件的要求確定吸盤的形應根據(jù)被抓取工件的要求確定吸盤的形狀。由于氣吸式手部多吸附薄片狀的工狀。由于氣吸式手部多吸附薄片狀的工件，故可用耐油橡膠壓制不同尺寸的盤件，故可用耐油橡膠壓制不同尺寸的盤狀吸頭。狀吸頭。二、氣吸式手部的設計要素2.2.2 2.2.2 吸附式手部的設計吸附式手部的設計No.42三、氣吸式手部的吸力計算2.2.2 2.2.2 吸附式手部的設計吸附式手部的設計 吸盤吸力的大小主要取決于真空度吸盤吸力的大小主要取決于真空度( (或負壓的大小或負壓的大小

16、) )與吸附面積的大小。與吸附面積的大小。 真空吸盤吸力真空吸盤吸力F F計算公式：計算公式：)76(43212HKKKnDFNo.43 磁吸式手部是利用永久磁鐵或磁吸式手部是利用永久磁鐵或電磁鐵通電后產(chǎn)生磁力來吸取工件。電磁鐵通電后產(chǎn)生磁力來吸取工件。 磁吸式手部只能對鐵磁物體起作磁吸式手部只能對鐵磁物體起作用；另外，對某些不允許有剩磁的用；另外，對某些不允許有剩磁的零件要禁止使用。所以，磁吸式手零件要禁止使用。所以，磁吸式手部的使用有一定的局限性。部的使用有一定的局限性。2.2.2 2.2.2 吸附式手部的設計吸附式手部的設計四、磁吸式手部的原理與應用No.44五、磁吸式手部2.2.2 2

17、.2.2 吸附式手部的設計吸附式手部的設計電磁鐵工作原理電磁鐵工作原理 No.45五、磁吸式手部2.2.2 2.2.2 吸附式手部的設計吸附式手部的設計盤狀磁吸附手部結構盤狀磁吸附手部結構 No.46五、磁吸式手部2.2.2 2.2.2 吸附式手部的設計吸附式手部的設計幾種電磁式吸盤工作示意圖幾種電磁式吸盤工作示意圖 No.47應具有足夠的電磁吸引力。應根據(jù)被吸附工件的形狀、大小來確定電磁吸盤的形狀、大小，吸盤的吸附面應與工件的被吸附表面形狀一致。電磁吸力的計算a.直流電磁鐵的吸力計算：b.交流電磁鐵的吸力計算：NBS250002()NBSm平均()50022.2.2 2.2.2 吸附式手部的

18、設計吸附式手部的設計六、磁吸式手部的設計要點及計算1234567891011磁盤；磁盤；2 2防塵蓋；防塵蓋；3 3線圈；線圈；4 4外殼體；外殼體；5 5螺母；螺母；6 6防塵螺母；防塵螺母；7 7，9 9墊圈；墊圈；8 8螺母；螺母；1010軸承；軸承；1111出導線孔出導線孔No.482.2.1 2.2.1 鉗爪式手部的設計鉗爪式手部的設計 帶帶“眼睛眼睛”（機（機器視覺系統(tǒng)）的件器視覺系統(tǒng)）的件箱拆垛手爪；工料箱拆垛手爪；工料定位精度定位精度mmmm，負，負載能力載能力100kg100kg；物料最大尺寸：物料最大尺寸：1000mm1000mm600mm,600mm,可可2 2件或件或3

19、 3件一起抓取。件一起抓取。 帶帶“眼睛眼睛”（機（機器視覺系統(tǒng)）的輔器視覺系統(tǒng)）的輔料堆垛手爪料堆垛手爪; ;工料工料識別準確率：識別準確率：100%100%，工料定位精度工料定位精度1mm1mm，負載能力，負載能力125kg;125kg;物料最大物料最大尺寸：尺寸：600mm600mm500mm 500mm 件箱堆垛手件箱堆垛手爪：負載能力爪：負載能力100kg,100kg,物料物料最大尺寸：最大尺寸：1000mm1000mm600mm 600mm 帶傳感器識別、帶傳感器識別、抓取薄膜的拆包抓取薄膜的拆包手爪：識別定位手爪：識別定位精度精度0.5mm0.5mm，帶抓取、剪斷鋼帶抓取、剪斷鋼

20、質捆扎帶機構。質捆扎帶機構。 煙包搬運機械煙包搬運機械手：搬運負載手：搬運負載能力能力300kg,300kg,帶取夾板輔助帶取夾板輔助功能。功能。No.49 大部分的工業(yè)機器人的手部只有兩大部分的工業(yè)機器人的手部只有兩個手指，而且手指上一般沒有關節(jié)。為個手指，而且手指上一般沒有關節(jié)。為了使機器人的手臂能完成各種不同的工了使機器人的手臂能完成各種不同的工作，有更大的適應性和通用性，除了要作，有更大的適應性和通用性，除了要使臂部具有更大的空間活動范圍外，還使臂部具有更大的空間活動范圍外，還要在其上安裝一個更靈巧的手，即類人要在其上安裝一個更靈巧的手，即類人手。這種手是由若干帶有關節(jié)的手指構手。這種

21、手是由若干帶有關節(jié)的手指構成。成。 2.2.3 2.2.3 類人機器人的手部類人機器人的手部關節(jié)式手指關節(jié)式手指 No.50類人機器人的手部具有多關節(jié)的三指手具有多關節(jié)的三指手 No.51類人機器人的手部1,9-1,9-適應彈簧適應彈簧 2,3,8-2,3,8-連桿連桿 4 4食指食指 5 5中指中指6 6無名指無名指 7 7小指小指 1010蝸輪蝸輪 1111驅動桿驅動桿貝爾格萊德手貝爾格萊德手1234567891011No.52 在張啟先院士的主持下，在張啟先院士的主持下，北京航空航天大學機器人北京航空航天大學機器人研究所于研究所于80年代末開始年代末開始靈巧手的研究與開發(fā)。靈巧手的研究與

22、開發(fā)。 靈巧手有三個手指，每靈巧手有三個手指，每個手指有個手指有3個關節(jié)，個關節(jié)，3個個手指共手指共9個自由度，微電個自由度，微電機放在靈巧手的內部，各機放在靈巧手的內部，各關節(jié)裝有關節(jié)角度傳感器，關節(jié)裝有關節(jié)角度傳感器，指端配有三維力傳感器，指端配有三維力傳感器，采用兩級分布式計算機實采用兩級分布式計算機實時控制系統(tǒng)。時控制系統(tǒng)。北航研制的BH-3靈巧手北航研制的BH-4靈巧手 BH-4型靈巧手有四個型靈巧手有四個手指，每個手指有手指，每個手指有4個關節(jié)，個關節(jié)，4個手指共個手指共16個自由度，其個自由度，其關節(jié)由齒輪傳動，包括直流關節(jié)由齒輪傳動，包括直流伺服電機、行星減速器和光伺服電機、行

23、星減速器和光碼盤在內的電機單元驅動。碼盤在內的電機單元驅動。光碼盤用于測量電機軸相對光碼盤用于測量電機軸相對轉角，關節(jié)軸絕對轉角由電轉角，關節(jié)軸絕對轉角由電位計測量。位計測量。No.53四指每個手指三個自由 度，末端兩關節(jié)耦合 腱和滑輪傳動直線電機驅動指端力/力矩傳感器位置傳感器關節(jié)力矩傳感器哈爾濱工業(yè)大學研制的HIT-1手No.54哈爾濱工業(yè)大學研制的HIT/DLR手四指每個手指三個自由 度，基關節(jié)兩個，上面兩個關節(jié)通過連桿耦合齒輪系、諧波齒輪 傳動無刷直流電機驅動指端力/力矩傳感器位置傳感器關節(jié)力矩傳感器傳感器處理電路，電機驅動電路實現(xiàn)手指集成化No.55我校研制的三指靈巧手 三指手指三自

24、由度斜齒輪傳動直流電機驅動位置傳感器指端三維力傳感器No.56 Utah/MIT型靈型靈巧手外形與人手更接巧手外形與人手更接近。該手包括近。該手包括3個具個具有有4自由度的手指和自由度的手指和一個拇指，其幾何尺一個拇指，其幾何尺寸和人手接近。寸和人手接近。 該手由該手由4個具有個具有4自由度的手指模塊組自由度的手指模塊組成，每個模塊由腱、成，每個模塊由腱、滑輪傳動系統(tǒng)驅動。滑輪傳動系統(tǒng)驅動。No.57Stanford/JPL靈巧手 Stanford/JPL型靈巧手有三個手指，每個手指有型靈巧手有三個手指，每個手指有3個個自由度和自由度和4根控制線，整個手由根控制線，整個手由12個直流伺服電機組

25、成的個直流伺服電機組成的驅動塊驅動。該手的控制實驗主要集中在手指尖的抓取。驅動塊驅動。該手的控制實驗主要集中在手指尖的抓取。No.58德國宇航中心研制的德國宇航中心研制的DLRDLR手手No.59 “海溝號”無人潛水器 “海溝號”無人潛水器在大海中No.60摘西紅柿機器人摘西紅柿機器人No.612.3 腕部腕部設計設計l2.3.1 概述概述 l2.3.2 腕部的設計要點腕部的設計要點 l2.3.3 典型的腕部結構典型的腕部結構No.622.3.1 概述 機器人操作臂將末端工具置于機器人操作臂將末端工具置于其工作的三維空間內的任意點需要其工作的三維空間內的任意點需要三個自由度。為了進行實際操作，

26、三個自由度。為了進行實際操作，它還應該能夠將工具置于任意的方它還應該能夠將工具置于任意的方位，這還需要一個腕部，它一般還位，這還需要一個腕部，它一般還需要有三個自由度，即回轉、俯仰需要有三個自由度，即回轉、俯仰和擺動三個自由度。和擺動三個自由度。No.632.3.1 概述具有回轉、俯仰和擺動三個自由度的手腕具有回轉、俯仰和擺動三個自由度的手腕回轉擺動手腕俯仰No.642.3.1 概述(a)(a)是一種翻轉是一種翻轉(Roll)(Roll)關節(jié)，它把手臂縱軸線關節(jié)，它把手臂縱軸線和手腕關節(jié)軸線構成共和手腕關節(jié)軸線構成共軸線形式，這種軸線形式，這種R R關節(jié)關節(jié)旋轉角度大，可達到旋轉角度大，可達到

27、360360以上。以上。 (b)(c)(b)(c)是一種折曲是一種折曲(Bend)(Bend)關節(jié)，關節(jié)軸線關節(jié)，關節(jié)軸線與前后兩個連接件的軸與前后兩個連接件的軸線相垂直。這種線相垂直。這種B B關節(jié)關節(jié)因為受到結構上的干涉，因為受到結構上的干涉，轉角度小，大大限制了轉角度小，大大限制了方向角。這和人的手腕方向角。這和人的手腕差不多差不多. . （d d）所示為移動關節(jié)，）所示為移動關節(jié)，也叫也叫T T關節(jié)關節(jié)No.652.3.1 概述二自由度手腕二自由度手腕可以由一個可以由一個R R關關節(jié)和一個節(jié)和一個B B關節(jié)關節(jié)組成組成BRBR手腕手腕(a),(a),也可以由兩個也可以由兩個B B關節(jié)組

28、成關節(jié)組成BBBB手腕手腕(b)(b)。但是，不。但是，不能由兩個能由兩個R R關節(jié)關節(jié)組成組成RRRR手腕，因手腕，因為兩個為兩個R R關節(jié)共關節(jié)共軸線，所以退化軸線，所以退化了一個自由度，了一個自由度，實際只構成了單實際只構成了單自由度手腕自由度手腕(c).(c).No.662.3.1 概述三自由度手腕三自由度手腕可以由可以由B B關節(jié)和關節(jié)和R R關節(jié)組成許多種關節(jié)組成許多種形式。此外，形式。此外，B B關節(jié)和關節(jié)和R R關節(jié)排關節(jié)排列的次序不同，列的次序不同，也會產(chǎn)生不同的也會產(chǎn)生不同的效果，也產(chǎn)生了效果，也產(chǎn)生了其它形式的三自其它形式的三自由度手腕。為了由度手腕。為了使手腕結構緊湊，

29、使手腕結構緊湊，通常把兩個通常把兩個B B關關節(jié)安裝在一個十節(jié)安裝在一個十字接頭上，這對字接頭上，這對于于BBRBBR手腕來說手腕來說大大減小了手腕大大減小了手腕縱向尺寸?？v向尺寸。No.672.3.1 概述No.682.3.1 概述No.692.3.1 概述No.702.3.2 腕部的設計要點 結構應盡量緊湊、重量輕結構應盡量緊湊、重量輕 要適應工作環(huán)境的要求要適應工作環(huán)境的要求 要綜合考慮各方面要求，合理布要綜合考慮各方面要求，合理布局局 No.712.3.3 典型的腕部結構 一、直接驅動的腕部結構 A.具有回轉運動的腕部結構No.72A.具有回轉運動的腕部結構具有回轉缸的腕部結構具有回轉

30、缸的腕部結構腕部回轉腕部回轉手部夾持手部夾持No.732.3.3 典型的腕部結構 一、直接驅動的腕部結構一、直接驅動的腕部結構 A.A.具有回轉運動的腕部結構具有回轉運動的腕部結構 B.B.具有回轉和擺動運動的腕部結構具有回轉和擺動運動的腕部結構No.74B.具有回轉和擺動運動的腕部結構具有回轉與擺動的腕部結構具有回轉與擺動的腕部結構腕部擺動腕部擺動腕部回轉腕部回轉腕部回轉缸腕部回轉缸腕部擺動缸腕部擺動缸No.752.3.3 典型的腕部結構 一、直接驅動的腕部結構 A.具有回轉運動的腕部結構 B.具有回轉和擺動運動的腕部結構二、具有機械傳動的腕部結構 A.具有兩個自由度機械傳動的腕部結構 a.

31、腕部的俯仰運動；b.手部的回轉運動； c.腕部的俯仰運動引起的誘起運動 No.76A.具有兩個自由度機械傳動的腕部結構具有兩個自由度機械傳動的腕部結構原理具有兩個自由度機械傳動的腕部結構原理 No.772.3.3 典型的腕部結構 一、直接驅動的腕部結構 A.具有回轉運動的腕部結構 B.具有回轉和擺動運動的腕部結構二、具有機械傳動的腕部結構 A.具有兩個自由度機械傳動的腕部結構 a.腕部的俯仰運動；b.手部的回轉運動； c.腕部的俯仰運動引起的誘起運動 B.B.具有三個自由度機械傳動的腕部結構具有三個自由度機械傳動的腕部結構 a.a.腕部俯仰運動及其誘起運動；腕部俯仰運動及其誘起運動；b.b.腕

32、部回轉運動腕部回轉運動 及其誘起運動；及其誘起運動；c.c.手部回轉運動手部回轉運動No.78B.具有三個自由度機械傳動的腕部結構具有三個自由度機械傳動的腕部機構原理圖具有三個自由度機械傳動的腕部機構原理圖123B2TS45678910111213141516171918B1BNo.792.3.3 典型的腕部結構 一、直接驅動的腕部結構二、具有機械傳動的腕部結構三、柔順手腕結構 No.802.3.3 典型的腕部結構 No.812.3.3 典型的腕部結構 No.822.3.3 典型的腕部結構 柔順手腕結構No.832.3 臂部臂部設計設計l2.3.1 概述概述l2.3.2 臂部設計要點臂部設計要

33、點 l2.3.3 臂部的結構形式臂部的結構形式No.842.3.1 概述概述 臂部是機器人的主要執(zhí)行臂部是機器人的主要執(zhí)行部件，其作用是支撐手部和腕部，部件，其作用是支撐手部和腕部，并改變手部的空間位置。機器人并改變手部的空間位置。機器人的臂部一般有的臂部一般有2 23 3個自由度，即個自由度，即伸縮、回轉、俯仰或升降；臂部伸縮、回轉、俯仰或升降；臂部的總重量較大，受力一般比較復的總重量較大，受力一般比較復雜，在運動時，直接承受腕部，雜，在運動時，直接承受腕部，手部和工件手部和工件( (或工具或工具) )的靜、動載的靜、動載荷。荷。No.852.3.2 臂部設計要點臂部設計要點手臂應具有手臂應

34、具有足夠的承載足夠的承載能力和剛性能力和剛性No.862.3.2 臂部設計要點臂部設計要點導向性好導向性好No.872.3.2 臂部設計要點臂部設計要點運動要平穩(wěn)、運動要平穩(wěn)、定位精度要高，定位精度要高，應注意減輕重應注意減輕重量和運動慣量量和運動慣量 PUMA-262關節(jié)型機器人驅動結構關節(jié)型機器人驅動結構 No.882.3.3 臂部的結構形式臂部的結構形式 工業(yè)機器人的臂部結構一般工業(yè)機器人的臂部結構一般包括臂部的伸縮、回轉、俯仰或包括臂部的伸縮、回轉、俯仰或升降等運動結構以及與其有關的升降等運動結構以及與其有關的構件，如傳動機構、驅動裝置、構件，如傳動機構、驅動裝置、導向定位裝置、支承連

35、接件和位導向定位裝置、支承連接件和位置檢測元件等，此外還有與腕部置檢測元件等，此外還有與腕部( (或手部或手部) )連接的有關構件及配管、連接的有關構件及配管、線等。線等。 No.892.3.3 臂部的結構形式臂部的結構形式 1-1- 升降升降 2 2回轉回轉 3 3伸縮伸縮 4 4升降位置檢測器升降位置檢測器 5 5控制器控制器6 6液壓源液壓源 7 7回轉機構回轉機構 8 8機身機身 9 9回轉位置檢測器回轉位置檢測器 1010升降缸升降缸圓柱坐標機器人的臂部結構圓柱坐標機器人的臂部結構21345678910No.902.3.3 臂部的結構形式臂部的結構形式 1-1-回轉用齒輪齒條副回轉用

36、齒輪齒條副 2 2回轉齒條缸回轉齒條缸 3 3接控制柜接控制柜 4 4液壓源液壓源 5 5手腕彎曲油缸手腕彎曲油缸 6 6手腕回轉用油缸手腕回轉用油缸 7 7俯仰回轉軸俯仰回轉軸 8 8花鍵軸花鍵軸 9 9伸縮缸伸縮缸 1010伸縮伸縮 1111回轉回轉 1212上下彎曲上下彎曲 1313俯仰俯仰 1414臂回轉臂回轉 1515俯仰缸俯仰缸 1616機身機身極坐標型機器人的極坐標型機器人的臂部結構臂部結構12345678910111213141516No.912.3.3 臂部的結構形式 PUMA-262關節(jié)型機器人驅動結構關節(jié)型機器人驅動結構 No.922.3.3 臂部的結構形式 1 1臂回轉

37、臂回轉 2 2回轉用油缸回轉用油缸 3 3液壓源液壓源 4 4控制柜控制柜 5 5連桿連桿 6 6臂前后運動臂前后運動7 7臂俯仰臂俯仰 8 8腕擺動腕擺動 9 9腕彎曲腕彎曲 1010示教手柄示教手柄 1111臂俯仰缸臂俯仰缸關節(jié)式臂部結構關節(jié)式臂部結構1234567891011No.932.3.3 臂部的結構形式 1 1機座機座 2 2示教盒示教盒 3 3控制柜控制柜 4 4水平回轉水平回轉M1 5M1 5回轉軸回轉軸6 6水平回轉水平回轉M2 7M2 7腕回轉腕回轉M3 8M3 8腕上下運動腕上下運動M4M4水平多關節(jié)式臂部結構水平多關節(jié)式臂部結構 12345678M4M2M1M3No.

38、942.3.3 臂部的結構形式 1 1- -肩回轉肩回轉 2 2肩彎曲肩彎曲 3 3肘彎曲肘彎曲 4 4腕回轉腕回轉 5 5腕彎曲腕彎曲 6 67 78 8手指彎曲手指彎曲 多關節(jié)型仿人手臂多關節(jié)型仿人手臂 12345678No.952.3.3 臂部的結構形式 PUMA-262關節(jié)型機器人傳動原理關節(jié)型機器人傳動原理 No.962.4 緩沖與定位緩沖與定位 l2.4.1 概述概述 l2.4.2 工業(yè)機器人的運動特性工業(yè)機器人的運動特性l2.4.3 工業(yè)機器人的定位方法工業(yè)機器人的定位方法 l2.4.4 工業(yè)機器人的定位緩沖裝置工業(yè)機器人的定位緩沖裝置 No.972.4.1 概述概述 慣性沖擊的

39、影響慣性沖擊的影響 定位方法的影響定位方法的影響 結構剛性的影響結構剛性的影響 控制及驅動系統(tǒng)的影響控制及驅動系統(tǒng)的影響 對于在工業(yè)生產(chǎn)中應用的工業(yè)機器人，對于在工業(yè)生產(chǎn)中應用的工業(yè)機器人，一般要求它速度快、運動平穩(wěn)，重復定位精一般要求它速度快、運動平穩(wěn)，重復定位精度高。因此運動平穩(wěn)性和重復定位精度是衡度高。因此運動平穩(wěn)性和重復定位精度是衡量機器人性能的重要指標，影響這些指標的量機器人性能的重要指標，影響這些指標的主要因素如下：主要因素如下：No.982.4.2 工業(yè)機器人的運動特性 工業(yè)機器人的運動特性就是指工業(yè)機器人的運動特性就是指其運動行程、運動速度和運動加速其運動行程、運動速度和運動加

40、速度隨時間變化的規(guī)律。分析機器人度隨時間變化的規(guī)律。分析機器人運動特性的目的在于根據(jù)工作條件運動特性的目的在于根據(jù)工作條件來選擇適當?shù)倪\動特性。下圖是工來選擇適當?shù)倪\動特性。下圖是工業(yè)機器人常用的幾種特性曲線。業(yè)機器人常用的幾種特性曲線。No.992.4.2 工業(yè)機器人的運動特性工業(yè)機器人的幾種典型運動特性曲線工業(yè)機器人的幾種典型運動特性曲線 123sOTTttt1231vaO23No.1002.4.3 工業(yè)機器人的定位方法 在機械加工、裝配等的作業(yè)中，在機械加工、裝配等的作業(yè)中，對機器人的定位精度要求比較高。對機器人的定位精度要求比較高。設計時應根據(jù)具體的要求選擇適當設計時應根據(jù)具體的要求選

41、擇適當?shù)亩ㄎ环椒?。目前常用的定位方法的定位方法。目前常用的定位方法有：有：電氣開關定位、機械擋塊定位電氣開關定位、機械擋塊定位和伺服定位。和伺服定位。No.1012.4.4 工業(yè)機器人的定位緩沖裝置 工業(yè)機器人與機械手常用的工業(yè)機器人與機械手常用的緩沖裝置有緩沖裝置有彈性緩沖元件、油彈性緩沖元件、油( (氣氣) )缸端部緩沖裝置、緩沖回路缸端部緩沖裝置、緩沖回路和液壓緩沖器和液壓緩沖器等幾種結構形式。等幾種結構形式。No.1022.4.4 工業(yè)機器人的定位緩沖裝置 按照它們在機器人或按照它們在機器人或( (機械手機械手) )結構結構中的設置可以分為中的設置可以分為內部緩沖和外部緩沖內部緩沖和外

42、部緩沖兩類。兩類。在驅動系統(tǒng)內設置的緩沖環(huán)節(jié)屬在驅動系統(tǒng)內設置的緩沖環(huán)節(jié)屬于于內部緩沖內部緩沖，例如油，例如油( (氣氣) )缸端部節(jié)流緩缸端部節(jié)流緩沖環(huán)節(jié)與緩沖回路均屬于此類。彈性緩沖環(huán)節(jié)與緩沖回路均屬于此類。彈性緩沖環(huán)節(jié)和液壓緩沖器一般設置在驅動系沖環(huán)節(jié)和液壓緩沖器一般設置在驅動系統(tǒng)之外，故屬于統(tǒng)之外，故屬于外部緩沖外部緩沖。No.1032.4.4 工業(yè)機器人的定位緩沖裝置 內部緩沖內部緩沖裝置具有結構簡單、裝置具有結構簡單、緊湊等優(yōu)點，但安裝位置受到限制。緊湊等優(yōu)點，但安裝位置受到限制。 外部緩沖外部緩沖具有安裝簡便、靈具有安裝簡便、靈活、容易調整等優(yōu)點，但結構較龐活、容易調整等優(yōu)點，但

43、結構較龐大一些。大一些。No.1042.4.4 工業(yè)機器人的定位緩沖裝置 1.1.彈性緩沖元件彈性緩沖元件水平?jīng)_擊時緩沖元件吸收的能量為：水平?jīng)_擊時緩沖元件吸收的能量為：FdxmvPdxXX02012maxmaxNo.1052.4.4 工業(yè)機器人的定位緩沖裝置 2.2.油油( (氣氣) )缸端部緩沖裝置缸端部緩沖裝置 當活塞運動到距離油當活塞運動到距離油( (氣氣) )缸端蓋某缸端蓋某一距離時，能在活塞與端蓋之間形成一一距離時，能在活塞與端蓋之間形成一緩沖室，利用節(jié)流原理使緩沖室產(chǎn)生臨緩沖室，利用節(jié)流原理使緩沖室產(chǎn)生臨時背壓阻力，使運動速度降低至定位處時背壓阻力，使運動速度降低至定位處停止，這

44、種避免硬性沖擊的裝置稱為油停止，這種避免硬性沖擊的裝置稱為油( (氣氣) )缸端部緩沖裝置。缸端部緩沖裝置。No.1062.4.4 工業(yè)機器人的定位緩沖裝置 2.2.1 1 油缸端部緩沖裝置油缸端部緩沖裝置 No.1072.4.4 工業(yè)機器人的定位緩沖裝置 2.2.1 1 油缸端部緩沖裝置油缸端部緩沖裝置 No.1082.4.4 工業(yè)機器人的定位緩沖裝置 2.2.2 2 氣缸端部緩沖裝置氣缸端部緩沖裝置 ABCDNo.1092.4.4 工業(yè)機器人的定位緩沖裝置 3.3.緩沖回路緩沖回路No.1102.4.4 工業(yè)機器人的定位緩沖裝置 4.4.液壓緩沖器液壓緩沖器 液壓緩沖器也是利用液壓節(jié)流液壓

45、緩沖器也是利用液壓節(jié)流產(chǎn)生阻力原理制造的，其結構比較產(chǎn)生阻力原理制造的，其結構比較簡單，緩沖、制動性能可調，是氣簡單，緩沖、制動性能可調，是氣動機械手常用的一種緩沖方法。動機械手常用的一種緩沖方法。No.1112.5 行走機構行走機構l2.5.1 概述概述 l2.5.2 車輪式行走機構車輪式行走機構 l2.5.3 履帶式行走機構履帶式行走機構l2.5.4 步行式行走機構步行式行走機構l2.5.5 特種移動機器人特種移動機器人No.1122.5.1 概述 機器人可以分為機器人可以分為固定式固定式和和行走式行走式兩兩種。對機器人的行走機構，可根據(jù)不同種。對機器人的行走機構，可根據(jù)不同的行走環(huán)境情況

46、，提出不同的要求，根的行走環(huán)境情況，提出不同的要求，根據(jù)機器人的行走環(huán)境，將機器人所具有據(jù)機器人的行走環(huán)境，將機器人所具有的移動機能分為以下幾個方面：的移動機能分為以下幾個方面：地面移地面移動機能、水中移動機能、空中移動機能動機能、水中移動機能、空中移動機能和地中移動機能和地中移動機能等四個方面。等四個方面。 No.1132.5.1 概述 具有地面行走機能的行走機構具有地面行走機能的行走機構按其特點可以分為按其特點可以分為車輪式、履帶式車輪式、履帶式和和關節(jié)式行走機構關節(jié)式行走機構。它們在行走過。它們在行走過程中，前兩者與地面連續(xù)接觸，后程中，前兩者與地面連續(xù)接觸，后者為間斷接觸。前者的形態(tài)為

47、運行者為間斷接觸。前者的形態(tài)為運行車式，后者則為類人或動物的腿腳車式，后者則為類人或動物的腿腳式。式。No.1142.5.2 車輪式行走機構 車輪式行走機構具有移動平穩(wěn)、車輪式行走機構具有移動平穩(wěn)、能耗小以及容易控制移動速度和方能耗小以及容易控制移動速度和方向等優(yōu)點，因此得到普遍的應用，向等優(yōu)點，因此得到普遍的應用，但這些優(yōu)點只能在平坦的地面上才但這些優(yōu)點只能在平坦的地面上才能發(fā)揮出來。目前取得應用的主要能發(fā)揮出來。目前取得應用的主要是三輪式和四輪式。是三輪式和四輪式。 No.1152.5.2 車輪式行走機構 車輪的形式車輪的形式a）充氣球輪）充氣球輪b）半球形輪）半球形輪c）傳統(tǒng)車輪）傳統(tǒng)車

48、輪d）無緣輪）無緣輪No.1162.5.2 車輪式行走機構 日本火星探測機器人日本火星探測機器人No.1172.5.2 車輪式行走機構 “機遇號機遇號”美國火星探路者機器人美國火星探路者機器人No.1182.5.2 車輪式行走機構車輪式行走機構 利用陀螺儀的兩輪車利用陀螺儀的兩輪車No.1192.5.2 車輪式行走機構車輪式行走機構 日本騎車機器人日本騎車機器人No.1202.5.2 車輪式行走機構 一個驅動輪和轉向機構來轉彎一個驅動輪和轉向機構來轉彎 兩個驅動輪轉速差和另一個支撐輪來轉彎兩個驅動輪轉速差和另一個支撐輪來轉彎 圖圖2 242 42 三個輪的行走和轉彎機構三個輪的行走和轉彎機構O

49、O(a)(b)No.1212.5.2 車輪式行走機構 (a)(a)二個驅動輪和二個自位輪二個驅動輪和二個自位輪 (b)(b)二個驅動輪二個自位輪二個驅動輪二個自位輪 (c)(c)一個驅動系統(tǒng)和轉向一個驅動系統(tǒng)和轉向輪輪 (d)(d)一個驅動系統(tǒng)和二個轉向輪一個驅動系統(tǒng)和二個轉向輪 (e)(e)全部輪都裝有轉向機構，能減少轉彎半徑全部輪都裝有轉向機構，能減少轉彎半徑圖圖2 243 43 四個輪的行走和轉彎機構四個輪的行走和轉彎機構OO(a)(c)O(b)OO差動齒輪裝置差動齒輪裝置(d)(e)No.1222.5.2 車輪式行走機構 全方位移動機構全方位移動機構No.1232.5.2 車輪式行走機

50、構車輪式行走機構 No.1242.5.2 車輪式行走機構車輪式行走機構 這臺機器人配備有這臺機器人配備有GPS、6臺攝影機，臺攝影機，一雙強力的機械手臂一雙強力的機械手臂（最大可舉起（最大可舉起75kg的物體）。其六個獨的物體）。其六個獨立輪可以適應各種地立輪可以適應各種地形，最大爬坡能力高形，最大爬坡能力高達達45度。度。 No.1252.5.2 車輪式行走機構車輪式行走機構 No.1262.5.2 車輪式行走機構車輪式行走機構 No.1272.5.2 車輪式行走機構車輪式行走機構 No.1282.5.3 履帶式行走機構 德國德國排爆機器人排爆機器人TALON 被稱為世界上第被稱為世界上第一

51、個武裝機器人。它基于一個武裝機器人。它基于SWORDS（特殊武器觀（特殊武器觀測勘查探測系統(tǒng)）。他能測勘查探測系統(tǒng)）。他能夠讓士兵在一千米開外遠夠讓士兵在一千米開外遠程開火。這個機器人能裝程開火。這個機器人能裝備一系列的武器，包括備一系列的武器，包括M16步槍，步槍，M82巴雷特步巴雷特步槍和一個槍和一個40毫米的榴彈發(fā)毫米的榴彈發(fā)射器。射器。 No.1292.5.3 履帶式行走機構 容易上下臺階的履帶式機器人容易上下臺階的履帶式機器人No.1302.5.3 履帶式行走機構履帶式行走機構 履履帶帶式式機機器器人人的的移移動動作作業(yè)業(yè)No.1312.5.3 履帶式行走機構履帶式行走機構 履履帶帶

52、式式機機器器人人的的移移動動作作業(yè)業(yè)No.1322.5.3 履帶式行走機構履帶式行走機構 適應地形的履帶適應地形的履帶No.1332.5.4 步行式行走機構步行式行走機構 用類似于動物那樣，利用腳部關節(jié)機構，用類似于動物那樣，利用腳部關節(jié)機構，用步行方式，實現(xiàn)移動的機械，稱作步行機用步行方式，實現(xiàn)移動的機械，稱作步行機構。步行機器人采用步行機構，其特征是不構。步行機器人采用步行機構，其特征是不僅能夠在凸凹不平的地上行走、跨越溝壑、僅能夠在凸凹不平的地上行走、跨越溝壑、上下臺階，因而具有廣泛的適應性，但控制上下臺階，因而具有廣泛的適應性，但控制上確有相當?shù)碾y度。上確有相當?shù)碾y度。 足式行走可以選

53、擇最優(yōu)的支撐點，具有足式行走可以選擇最優(yōu)的支撐點，具有主動隔振能力，運動平穩(wěn)，運動速度高，能主動隔振能力，運動平穩(wěn)，運動速度高，能耗較少。耗較少。No.1342.5.4 步行式行走機構步行式行走機構 1. 足的足的 數(shù)目數(shù)目No.1352.5.4 步行式行走機構步行式行走機構 2.足的配置足的配置a）正向對稱分布）正向對稱分布 b）前后向對稱分布）前后向對稱分布No.1362.5.4 步行式行走機構步行式行走機構 2.足的配置足的配置足的相對方位No.1372.5.4 步行式行走機構步行式行走機構 3.足式行走機構的平衡和穩(wěn)定性足式行走機構的平衡和穩(wěn)定性靜態(tài)穩(wěn)定的多足機靜態(tài)穩(wěn)定的多足機 速度較

54、慢速度較慢 步態(tài)為爬行或步行步態(tài)為爬行或步行動態(tài)穩(wěn)定動態(tài)穩(wěn)定 速度較快速度較快 步態(tài)為小跑或跳躍步態(tài)為小跑或跳躍 消耗能量小消耗能量小No.1382.5.4 步行式行走機構步行式行走機構 兩足步行機器人五軸步行模型和兩足步行機器人五軸步行模型和10剛體剛體17自由度結構模型自由度結構模型腰關節(jié)股關節(jié)膝關節(jié)足尖關節(jié)踝關節(jié)L6L2L1L3L4L5No.1392.5.4 步行式行走機構 四足機器人步行圖四足機器人步行圖足提起足提起足提起足提起132413241243123431421234(a)(b)(c)(d)(e)(f)No.1402.5.4 步行式行走機構步行式行走機構 玩具玩具小狗小狗No.

55、1412.5.4 步行式行走機構步行式行走機構 四足步行機器人的機構舉例四足步行機器人的機構舉例No.1422.5.4 步行式行走機構步行式行走機構 美軍研制戰(zhàn)地機器狗翻山越嶺如履平地美軍研制戰(zhàn)地機器狗翻山越嶺如履平地No.1432.5.4 步行式行走機構步行式行走機構 六足步行機構的靜穩(wěn)定步行圖六足步行機構的靜穩(wěn)定步行圖CEAFBDCEAFBDCEAFBDCEAFBDGGGGabcdNo.1442.5.4 步行式行走機構步行式行走機構 18個自由度的六足步行機器人個自由度的六足步行機器人No.1452.5.4 步行式行走機構步行式行走機構 軍用昆蟲機器人軍用昆蟲機器人美國宇航局研制月球六足機

56、器人美國宇航局研制月球六足機器人No.146No.147No.148早稻田大學WL-1 WL-3 WABOT_1 WABIAN_RII No.149早稻田大學WABIAN-2/LL 高高1224.5mm1224.5mm 重重50kg50kg踝關節(jié)踝關節(jié): 3: 32 2膝關節(jié)膝關節(jié): 1: 12 2髖關節(jié)髖關節(jié): 3: 32 2腰腰 : 2: 2 足底六維力足底六維力 力矩傳感器力矩傳感器 直流伺服電機驅動和直流伺服電機驅動和諧波減速器，實時皮帶諧波減速器，實時皮帶滑輪滑輪 自帶電池自帶電池No.150早稻田大學WABIAN-2RNo.151早稻田大學WL-15 奔騰奔騰III 850MHzI

57、II 850MHz驅動的雙驅動的雙腿行走機械裝置腿行走機械裝置WL-15WL-15來演示來演示一種新的并行連桿行走機制一種新的并行連桿行走機制 一條腿由三套雙缸機械裝一條腿由三套雙缸機械裝置置 組成，骨盆的六個缸體匯組成，骨盆的六個缸體匯聚在足部聚在足部 WL-15 WL-15可以在兩步或兩秒內可以在兩步或兩秒內完成完成9090度旋轉度旋轉 No.152早稻田大學WL-16R III No.153東京大學 H7 2001 2001推出的具備了人的雛形，推出的具備了人的雛形，這個機器人總這個機器人總58Kg58Kg，身高，身高147cm147cm 能夠在一定程度上模擬人類能夠在一定程度上模擬人類

58、的行為方式的行為方式 30 30個模擬自由度，其中腿部分個模擬自由度，其中腿部分為：髖關節(jié)為：髖關節(jié)3 3個、膝關節(jié)個、膝關節(jié)1 1個、踝關個、踝關節(jié)節(jié)2 2個、足趾關節(jié)個、足趾關節(jié)1 1個個 電機采用瑞士電機采用瑞士MAXONMAXON公司生產(chǎn)的，公司生產(chǎn)的，采用諧波減速器驅動采用諧波減速器驅動 兩個兩個PIII750CPUPIII750CPU，運行，運行RTLinuxRTLinux操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) “20002000系列系列”和和“60006000系列系列”的的鋁合金板材料鋁合金板材料 ，骨架本身僅重約，骨架本身僅重約4kg4kg No.154日本本田公司 從從19861986年至年至19

59、931993年先后研制了年先后研制了E E系列系列(Experimental Model)(Experimental Model)試試驗樣機驗樣機E0_E6E0_E6，都屬于雙足機器人，主要目的是為了對步行機制進，都屬于雙足機器人，主要目的是為了對步行機制進行基礎性研究，主要綜合采用地面反力控制、目標行基礎性研究，主要綜合采用地面反力控制、目標ZMPZMP控制和擺動控制和擺動腿落地位置控制所組成的步行穩(wěn)定控制技術完成行走。腿落地位置控制所組成的步行穩(wěn)定控制技術完成行走。 19931993年至年至19971997年進行完全自主型仿人形機器人原型樣機的研究，年進行完全自主型仿人形機器人原型樣機的研

60、究，研制了研制了P P系列系列(Prototype Model)(Prototype Model)的樣機的樣機P1P1、P2P2和和P3P3。 E系列和P系列機器人No.155日本本田公司ASIMO Asimo Asimo高高120cm120cm，重，重43kg43kg； 采用采用I-WALKI-WALK的智能實時柔性行的智能實時柔性行走技術，預測移動控制功能使機器走技術，預測移動控制功能使機器人能夠實時預測下一步運動，并按人能夠實時預測下一步運動，并按照預測來移動重心；照預測來移動重心； 平滑地改變調節(jié)步幅來改變行平滑地改變調節(jié)步幅來改變行走的快慢，能夠改變它的行走坡走的快慢，能夠改變它的行