機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用 課件 第1、2章 概論、工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計

機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用Fundamentalsandapplicationsofrobotics第一章:概論21.1工業(yè)機(jī)器人的定義1.2工業(yè)機(jī)器人的特點1.3工業(yè)機(jī)器人的組成1.4工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)1.5工業(yè)機(jī)器人的分類1.6工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域1.7工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r1.8機(jī)器人學(xué)的基本內(nèi)容1.9參考書目錄3美國、英國、日本等國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會：工業(yè)機(jī)器人是用來進(jìn)行搬運(yùn)材料、零件、工具等可編程的多功能機(jī)械手，或通過不同程序的調(diào)用來完成各種工作任務(wù)的特種裝置；國際化標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)：工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能夠完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。工業(yè)機(jī)器人是一種在三維空間中具有較多自由度的，并能實現(xiàn)諸多擬人動作和功能的機(jī)器。1.1工業(yè)機(jī)器人的定義4擬人化可編程通用性機(jī)電一體化1.2工業(yè)機(jī)器人的特點5機(jī)械部分驅(qū)動系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)傳感部分感受系統(tǒng)機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)信息處理及控制部分控制系統(tǒng)人-機(jī)器人交互系統(tǒng)1.3工業(yè)機(jī)器人的組成6功能：使各種機(jī)械部件產(chǎn)生運(yùn)動驅(qū)動方式液壓方式氣壓方式電動方式綜合方式新型驅(qū)動方式同機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的連接直接連接間接連接：同步帶、鏈條、齒輪系、諧波齒輪1.3工業(yè)機(jī)器人的組成1.3.1驅(qū)動系統(tǒng)7機(jī)器人的基本組成組成：機(jī)身、手臂、末端操作器。機(jī)身：具備行走機(jī)構(gòu)，構(gòu)成行走機(jī)器人（移動式機(jī)器人）；不具備行走及腰轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，構(gòu)成單臂機(jī)器人（固定式機(jī)器人）。手臂：上臂（大臂）、下臂（小臂）、手腕末端操作器：手爪、噴槍、焊槍、激光頭。1.3工業(yè)機(jī)器人的組成1.3.2機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)8功能：獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)中的有用信息。分類：內(nèi)部傳感器：檢測機(jī)器人各部分的狀態(tài)；外部傳感器：獲取外部環(huán)境的相關(guān)信息。外部傳感器觸覺傳感器：接近覺、接觸覺、壓覺、滑覺、力覺視覺傳感器聽覺傳感器嗅覺傳感器味覺傳感器內(nèi)部傳感器位置傳感器速度傳感器加速度傳感器姿態(tài)傳感器1.3工業(yè)機(jī)器人的組成1.3.3感受系統(tǒng)9可實現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。1.3工業(yè)機(jī)器人的組成1.3.4機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)10功能：根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來的信號支配機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動和功能?？刂品绞剑狐c位控制連續(xù)軌跡控制1.3工業(yè)機(jī)器人的組成1.3.5控制系統(tǒng)11功能：可使操作人員參與機(jī)器人控制并與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系。組成：指令給定裝置信息顯示裝置1.3工業(yè)機(jī)器人的組成1.3.6人-機(jī)器人交互系統(tǒng)12自由度工作范圍承載能力最大工作速度定位精度與重復(fù)定位精度分辨率1.4工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)13自由度是指機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動的數(shù)目，不包括手爪(末端執(zhí)行器)的開合自由度；機(jī)器人的自由度越多，就越能接近人手的動作機(jī)能，通用性就越好；但結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，對機(jī)器人的整體要求就越高；自由度的選擇與生產(chǎn)要求有關(guān)。1.4工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)1.4.1自由度14工作范圍是指機(jī)器人手臂末端或手腕中心所能到達(dá)的所有點的集合；由于末端執(zhí)行器的形狀和尺寸是多種多樣的，為真實反映機(jī)器人的特征參數(shù)，所以工作范圍是指不安裝末端執(zhí)行器時的工作區(qū)域。

機(jī)器人的工作范圍1.4工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)1.4.2工作范圍15承載能力是指機(jī)器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大質(zhì)量；承載能力不僅指負(fù)載質(zhì)量，且包括機(jī)器人末端執(zhí)行器的質(zhì)量；承載能力不僅決定于負(fù)載的質(zhì)量，且與機(jī)器人運(yùn)行的速度和加速度的大小和方向有關(guān)；為安全起見，承載能力這一技術(shù)指標(biāo)是指高速運(yùn)行時的承載能力。1.4工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)1.4.3承載能力16廠家不同對最大工作速度規(guī)定的內(nèi)容亦有不同，有的廠家定義為工業(yè)機(jī)器人主要自由度上最大的穩(wěn)定速度；有的廠家定義為手臂末端最大的合成速度，通常在技術(shù)參數(shù)中加以說明；工作速度愈高，工作效率愈高；但工作速度愈高，就要花費(fèi)更多的時間去升速或降速，或者對工業(yè)機(jī)器人最大加速度變化率及最大減速度變化率的要求更高。1.4工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)1.4.4最大工作速度17定位精度：機(jī)器人手部實際到達(dá)位置與目標(biāo)位置之間的偏差；重復(fù)定位精度：在相同條件下，重復(fù)多次所測的同一位姿的不一致程度。定位精度與重復(fù)定位精度1.4工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)1.4.5定位精度與重復(fù)定位精度18分辨率是指機(jī)器人各軸所能實現(xiàn)的最小移動距離或最小轉(zhuǎn)動角度。1.4工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)1.4.6分辨率19按坐標(biāo)形式按可移動性按機(jī)構(gòu)原型按是否具有冗余自由度按驅(qū)動方式按控制方式按智能程度1.5工業(yè)機(jī)器人的分類20直角坐標(biāo)型機(jī)器人圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人球坐標(biāo)型機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)型機(jī)器人平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人1.5工業(yè)機(jī)器人的分類1.5.1按坐標(biāo)形式21直角坐標(biāo)型機(jī)器人直角坐標(biāo)型機(jī)器人手部空間位置的改變通過沿三個互相垂直的軸線的移動來實現(xiàn)；位置精度高，控制無耦合、簡單，避障性好；但結(jié)構(gòu)較龐大，動作范圍小，靈活性差，難與其他機(jī)器人協(xié)調(diào)，移動軸的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且占地面積較大。1.5工業(yè)機(jī)器人的分類圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人通過兩個移動和一個轉(zhuǎn)動實現(xiàn)手部空間位置的改變；位置精度僅次于直角坐標(biāo)型，控制簡單，避障性好，難與其他機(jī)器人協(xié)調(diào)工作，兩個移動軸的設(shè)計較復(fù)雜。1.5工業(yè)機(jī)器人的分類圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人23球坐標(biāo)（極坐標(biāo)）型機(jī)器人手臂的運(yùn)動由一個直線運(yùn)動和兩個轉(zhuǎn)動所組成；占地面積較小，結(jié)構(gòu)緊湊，位置精度尚可，能與其他機(jī)器人協(xié)調(diào)工作，重量較輕，但避障性差，有平衡問題，位置誤差與臂長有關(guān)。球坐標(biāo)型機(jī)器人1.5工業(yè)機(jī)器人的分類24關(guān)節(jié)坐標(biāo)型機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)型機(jī)器人機(jī)器人的運(yùn)動由前、后臂的俯仰及立柱的回轉(zhuǎn)構(gòu)成；結(jié)構(gòu)最緊湊，靈活性大，占地面積最小，工作空間最大，能與其他機(jī)器人協(xié)調(diào)工作，避障性好，但位置精度較低，有平衡問題，控制存在耦合，故比較復(fù)雜，這種機(jī)器人目前應(yīng)用得最多。1.5工業(yè)機(jī)器人的分類25平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人可看成關(guān)節(jié)坐標(biāo)機(jī)器人的特例，只有平行的肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)軸線共垂面；在垂直平面內(nèi)具有很好的剛性，在水平面內(nèi)具有較好的柔順性。

1.5工業(yè)機(jī)器人的分類26固定式機(jī)器人移動式機(jī)器人輪式履帶式足式（步行式）：單足、雙足、四足、六足和八足1.5工業(yè)機(jī)器人的分類1.5.2按可移動性27串聯(lián)式機(jī)器人：以開環(huán)機(jī)構(gòu)為機(jī)器人的機(jī)構(gòu)原型。ABB串聯(lián)機(jī)器人1.5工業(yè)機(jī)器人的分類1.5.3按機(jī)構(gòu)原型28并聯(lián)式機(jī)器人：以閉環(huán)機(jī)構(gòu)為機(jī)器人的機(jī)構(gòu)原型。并聯(lián)式機(jī)器人與串聯(lián)式機(jī)器人相比，活動空間較小，手部不夠靈活；但其具有剛度大等優(yōu)點，特殊于應(yīng)用領(lǐng)域，與串聯(lián)機(jī)器人形成互補(bǔ)，是機(jī)器人的拓展。ABB并聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域：大扭矩螺栓連接；金屬切削加工機(jī)床；測量機(jī)構(gòu)和其他機(jī)構(gòu)的誤差補(bǔ)償器；微動機(jī)構(gòu)或微型機(jī)構(gòu)，如手術(shù)機(jī)器人。1.5工業(yè)機(jī)器人的分類1.5.3按機(jī)構(gòu)原型29冗余自由度機(jī)器人冗余自由度機(jī)器人擁有比它的末端操作器到達(dá)所要求的位置和方向所需要的自由度更多的自由度。冗余自由度機(jī)器人具有比非冗余自由度機(jī)器人更好的性能：后者在外部環(huán)境中有障礙物時受到非常大的限制，而前者則能很好地完成任務(wù)。非冗余自由度機(jī)器人冗余自由度機(jī)器人1.5工業(yè)機(jī)器人的分類1.5.4按是否具有冗余自由度30氣壓驅(qū)動式機(jī)器人：優(yōu)點是空氣來源方便，動作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，造價低；缺點是空氣具有可壓縮性，致使工作速度的穩(wěn)定性較差。適宜抓舉力要求較小的場合。液壓驅(qū)動式機(jī)器人：具有強(qiáng)大抓舉能力，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)且動作靈敏的優(yōu)點；缺點是對密封要求高，不宜在高溫或低溫下工作，制造精度及成本要求高。電動驅(qū)動式機(jī)器人：利用電動機(jī)產(chǎn)生的力或力矩驅(qū)動機(jī)器人，獲得所需的位置、速度、加速度。其具有無環(huán)境污染，易于控制，運(yùn)動精度高，成本低，驅(qū)動效率高等優(yōu)點，應(yīng)用最為廣泛。新型驅(qū)動方式機(jī)器人：靜電驅(qū)動式、壓電驅(qū)動式、形狀記憶合金驅(qū)動式、人工肌肉驅(qū)動式、光驅(qū)動式等。1.5工業(yè)機(jī)器人的分類1.5.5按驅(qū)動方式31點位控制機(jī)器人：從一個點位目標(biāo)移向另一個點位目標(biāo)，只在目標(biāo)點上完成操作。用于點焊、搬運(yùn)機(jī)器人；連續(xù)軌跡控制機(jī)器人：能夠平滑地跟隨某個規(guī)定的路徑。用于弧焊、噴漆、去毛刺、檢測機(jī)器人。1.5工業(yè)機(jī)器人的分類1.5.6按控制方式32第一代機(jī)器人：只能以示教-再現(xiàn)方式工作，對外部信息不具備反饋能力。手把手示教：機(jī)器人根據(jù)人的操作方式記住一連串運(yùn)動，工作時自動重復(fù)這些運(yùn)動，從而完成給定位置的噴涂工作；通過控制面板示教：操作人員利用控制面板上的開關(guān)或鍵盤控制機(jī)器人運(yùn)動，機(jī)器人自動記錄下每一步并重復(fù)。第二代機(jī)器人：不僅具有內(nèi)部傳感器而且具有外部傳感器，能獲取外部環(huán)境信息。第三代機(jī)器人：是智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯推理、判斷及決策，在作業(yè)環(huán)境中能獨(dú)立行動，具有發(fā)現(xiàn)問題且能自主地解決問題的能力。

1.5工業(yè)機(jī)器人的分類1.5.7按智能程度33自動化生產(chǎn)領(lǐng)域：人可以做得到，讓機(jī)器人代替人去做；惡劣工作環(huán)境，危險工作場合：人可以做得到，但非常危險，讓機(jī)器人代替人去做；特殊作業(yè)場合：人不能做到，讓機(jī)器人代替人去做。1.6工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域34加工機(jī)器人裝配機(jī)器人焊接機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)器人噴漆機(jī)器人檢測機(jī)器人其他：密封和粘接、清砂和拋光、熔模鑄造和壓鑄、鍛造1.6工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域1.6.1自動化生產(chǎn)領(lǐng)域35加工機(jī)器人沖壓機(jī)器人1.6工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域36焊接機(jī)器人1.6工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域焊接機(jī)器人37噴漆機(jī)器人1.6工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域噴漆機(jī)器人38拋光機(jī)器人1.6工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域拋光機(jī)器人39不同技術(shù)、學(xué)科交叉、融合下的共融機(jī)器人移動式混聯(lián)加工機(jī)器人1.6工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域40不同技術(shù)、學(xué)科交叉、融合下的共融機(jī)器人雙機(jī)鏡像銑加工機(jī)器人1.6工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域41不同技術(shù)、學(xué)科交叉、融合下的共融機(jī)器人自適應(yīng)磨拋機(jī)器人1.6工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域42美國1961年：Unimation公司研制出世界上第一臺機(jī)器人—Unimate機(jī)器人。用于壓鑄作業(yè)，五軸液壓驅(qū)動。1961年：AMF公司研制出Versatran機(jī)器人。用于物料運(yùn)輸，液壓驅(qū)動。Unimate機(jī)器人Versatran機(jī)器人1.7工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r43美國1962年：斯坦福(Stanford)操作手問世。1974年：辛辛那提·米拉克龍(CincinnatiMilacron)公司研制成功第一臺計算機(jī)控制的機(jī)器人未來工具(TheTomorrowtool)。斯坦福(Stanford)操作手問世機(jī)器人未來工具(TheTomorrowtool)1.7工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r44美國1978年：

Unimation公司開發(fā)出用于用于裝配的可編程萬能機(jī)器人—PUMA機(jī)器人(ProgrammableUniversalManipulatorforAssembly)。PUMA機(jī)器人1967~1974年：

因為美國政府對機(jī)器人的發(fā)展不夠重視，且機(jī)器人處于發(fā)展初期，價格昂貴，實用性不強(qiáng)，所以發(fā)展緩慢。此后：鑒于機(jī)器人技術(shù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)潛力和日本在工業(yè)機(jī)器人方面取得的成就，美國意識到問題的緊迫性并多方面采取措施，其機(jī)器人技術(shù)得以迅猛發(fā)展。ABB公司1.7工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r45日本1967年：東京機(jī)械貿(mào)易公司首次從美國引進(jìn)Versatran機(jī)器人。1968年：川崎重工業(yè)公司從美國引進(jìn)Unimate機(jī)器人，并對其進(jìn)行改進(jìn)，增加了視覺功能，使其成為一種具有智能的機(jī)器人。20世紀(jì)70年代：為日本機(jī)器人的迅速發(fā)展時期，日本在機(jī)器人在產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用兩個方面超過美國，成為當(dāng)今世界第一的“機(jī)器人王國”。1.7工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r46日本1979年：山梨大學(xué)牧野洋教授研制成功平面關(guān)節(jié)型SCARA(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm)機(jī)器人。適合于垂直方向裝配作業(yè)。德國：KUKA公司平面關(guān)節(jié)型SCARA機(jī)器人1.7工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r47我國：

70年代萌芽期、80年代開發(fā)期、90年代實用化期。70年代萌芽期

1972年開始研制工業(yè)機(jī)器人，數(shù)十家研究院所和高校分別開發(fā)了固定程序、液壓伺服型通用機(jī)器人，并開始了機(jī)構(gòu)學(xué)、控制與應(yīng)用方面的研究；80年代開發(fā)期

將機(jī)器人發(fā)展計劃列入國家攻關(guān)計劃和“863”高技術(shù)計劃中，進(jìn)行了工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)元器件的開發(fā)研究工作，研制出了噴涂、弧焊、點焊和搬運(yùn)機(jī)器人整機(jī)，且性能指標(biāo)達(dá)到80年代初國外同類產(chǎn)品的水平；90年代實用化期

由于市場競爭加劇，一些企業(yè)認(rèn)識到必須要用機(jī)器人等自動化設(shè)備來改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，從而使機(jī)器人走向產(chǎn)業(yè)化。1.7工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r48機(jī)器人空間機(jī)構(gòu)學(xué)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)機(jī)器人靜力學(xué)機(jī)器人動力學(xué)機(jī)器人傳感技術(shù)機(jī)器人控制技術(shù)機(jī)器人規(guī)劃機(jī)器人語言1.8機(jī)器人學(xué)的基本內(nèi)容49機(jī)器人空間機(jī)構(gòu)學(xué)關(guān)于機(jī)器人機(jī)身、臂部、腕部、手部、關(guān)節(jié)、行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計，即機(jī)器人機(jī)構(gòu)的型綜合和尺寸綜合。機(jī)器人運(yùn)動學(xué)系統(tǒng)各桿件之間以及系統(tǒng)與對象之間的相互位置和方向的關(guān)系。機(jī)器人靜力學(xué)討論機(jī)器人手部端點力與驅(qū)動系統(tǒng)輸入力的關(guān)系。1.8機(jī)器人學(xué)的基本內(nèi)容50機(jī)器人動力學(xué)

研究機(jī)器人各機(jī)構(gòu)的力或力矩同其位置、速度、加速度之間的關(guān)系。機(jī)器人傳感技術(shù)

研究機(jī)器人的外部和內(nèi)部傳感器。1.8機(jī)器人學(xué)的基本內(nèi)容51機(jī)器人控制技術(shù)關(guān)于機(jī)器人控制策略的設(shè)計。機(jī)器人規(guī)劃根據(jù)作業(yè)要求，在有障礙的環(huán)境內(nèi)，按照一定的評價標(biāo)準(zhǔn)，對末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作過程中的狀態(tài)（包括位置、姿態(tài)、速度、加速度等）進(jìn)行設(shè)計，尋找到一條從起始狀態(tài)到達(dá)目標(biāo)狀態(tài)的無碰撞路徑。1.8機(jī)器人學(xué)的基本內(nèi)容52機(jī)器人語言具有作業(yè)內(nèi)容的描述性，不管作業(yè)內(nèi)容如何變化，都能準(zhǔn)確加以描述；具有環(huán)境模型的描述性，要能用簡單的模型描述復(fù)雜的環(huán)境，要能適應(yīng)操作情況的變化改變環(huán)境的模型；具有人機(jī)對話功能，以便及時描述新的作業(yè)內(nèi)容及修改作業(yè)內(nèi)容；要求在出現(xiàn)危險情況時能及時報警并停止機(jī)器人動作。1.8機(jī)器人學(xué)的基本內(nèi)容53劉極峰等.機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ).北京:高等教育出版社,2006.05.郭洪宏等.工業(yè)機(jī)器人技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社,2006.03.1.9參考書54作業(yè)習(xí)題：1-4、1-5、1-11、1-12。機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用Fundamentalsandapplicationsofrobotics機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用Fundamentalsandapplicationsofrobotics第二章:工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計562.1總體設(shè)計2.2傳動部件設(shè)計2.3臂部設(shè)計2.4腕部設(shè)計2.5手部設(shè)計2.6機(jī)身設(shè)計2.7行走機(jī)構(gòu)設(shè)計目錄57主體結(jié)構(gòu)選擇傳動方式選擇模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計平衡系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)材料選擇2.1總體設(shè)計58選擇工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)形式直角坐標(biāo)式圓柱坐標(biāo)式球坐標(biāo)式（極坐標(biāo)式）關(guān)節(jié)坐標(biāo)式2.1總體設(shè)計2.1.1主體結(jié)構(gòu)設(shè)計59直角坐標(biāo)式優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單；速度與定位精度高；無運(yùn)動耦合，對控制系統(tǒng)設(shè)計與編程相對容易。60直角坐標(biāo)式缺點：導(dǎo)軌面的防護(hù)比較困難，不能像轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的軸承那樣密封得很好；導(dǎo)軌的支撐結(jié)構(gòu)增加了機(jī)器人的重量，并減少了有效工作范圍；結(jié)構(gòu)尺寸與有效工作范圍相比顯得龐大；移動部件的慣量較大，增加了驅(qū)動裝置的尺寸和能量消耗；為了減小摩擦需要滾動導(dǎo)軌，價格高。61圓柱坐標(biāo)式優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊；位置精度僅次于直角坐標(biāo)型；控制簡單；當(dāng)機(jī)器人開始腰轉(zhuǎn)時可將手臂縮進(jìn)去，減小了轉(zhuǎn)動慣量，改善了動力學(xué)特性；除了簡單的“抓-放”作業(yè)外還可用于其他生產(chǎn)領(lǐng)域，與直角坐標(biāo)式機(jī)器人相比增加了通用性。缺點：手部不能抵達(dá)底部，減小了機(jī)器人的工作范圍。62球坐標(biāo)式（極坐標(biāo)式）優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積較小；工作范圍大；能與其他機(jī)器人協(xié)調(diào)工作；重量較輕。缺點：設(shè)計和控制系統(tǒng)比較復(fù)雜。63關(guān)節(jié)坐標(biāo)式優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積較?。还ぷ鞣秶?；具有很高的可達(dá)性；所需關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩小，能量消耗少。缺點：當(dāng)大、小臂伸展成一條直線時雖能抵達(dá)很遠(yuǎn)的工作點，但機(jī)器人的結(jié)構(gòu)剛度低；手部在工作范圍邊界上工作時有運(yùn)動學(xué)上的退化行為。64選擇驅(qū)動源與傳動裝置同關(guān)節(jié)部件的連接形式與驅(qū)動方式。工業(yè)機(jī)器人的傳動方式直接連接傳動，分為直接驅(qū)動和間接驅(qū)動；遠(yuǎn)距離連接傳動，也分為直接驅(qū)動和間接驅(qū)動。2.1總體設(shè)計2.1.2傳動方式選擇65直接連接傳動：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊；缺點：轉(zhuǎn)動慣量與能量消耗大。遠(yuǎn)距離連接傳動：優(yōu)點：轉(zhuǎn)動慣量小；可以把電機(jī)作為一個平衡質(zhì)量，獲得平衡性良好的機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)；缺點：結(jié)構(gòu)龐大，傳動裝置占據(jù)了機(jī)器人其他子系統(tǒng)所需要的空間；產(chǎn)生額外的間隙和柔性，影響機(jī)器人的精度；能量消耗大。66間接驅(qū)動：驅(qū)動電機(jī)和關(guān)節(jié)之間有一個速比遠(yuǎn)大于1的機(jī)械傳動裝置。優(yōu)點：可選用高速低轉(zhuǎn)距電機(jī)，有利于制動器的設(shè)計與選用，且制動器尺寸??；可解決傾斜軸之間、平行軸之間以及轉(zhuǎn)動-移動之間的運(yùn)動轉(zhuǎn)換；價格低。缺點：結(jié)構(gòu)龐大；結(jié)構(gòu)剛性差。67直接驅(qū)動：驅(qū)動源不經(jīng)過中間環(huán)節(jié)或經(jīng)過速比等于1

的機(jī)械傳動這樣的中間環(huán)節(jié)與關(guān)節(jié)相連。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊；機(jī)械傳動精度高；結(jié)構(gòu)剛度好，振動?。粰C(jī)械傳動損耗?。浑姎鈺r間常數(shù)小，短時間內(nèi)可產(chǎn)生很大轉(zhuǎn)矩，響應(yīng)速度快，調(diào)速范圍寬。68直接驅(qū)動：缺點：電動機(jī)直接安裝在關(guān)節(jié)上，增加了臂的重量，并且對下一個關(guān)節(jié)產(chǎn)生干擾，使機(jī)器人的負(fù)載能力和效率下降；載荷變化、耦合轉(zhuǎn)距及非線性轉(zhuǎn)距對驅(qū)動及控制影響顯著，使控制系統(tǒng)設(shè)計困難、復(fù)雜；對位置、速度的傳感元件提出了相當(dāng)高的要求，傳感器精度為帶減速裝置（速比為i）間接驅(qū)動的i倍以上；電動機(jī)的轉(zhuǎn)距/重量比、轉(zhuǎn)距/體積比小，需要開發(fā)小型實用的DD電動機(jī)；DD電動機(jī)的成本高。69模塊化機(jī)器人是由一些標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的模塊件通過具有特殊功能的結(jié)合部用積木拼搭的方式來構(gòu)成一個工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)；模塊化設(shè)計是指基本模塊設(shè)計結(jié)合部設(shè)計。優(yōu)點：經(jīng)濟(jì)性好；靈活性好。缺點：因為模塊之間的結(jié)合是可方便拆卸的，所以整個機(jī)械系統(tǒng)的剛性相對差些；因為有許多機(jī)械接口及連接附件，所以機(jī)器人的整體重量會增加。2.1總體設(shè)計2.1.3模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計70平衡系統(tǒng)的作用：保證安全；可降低因機(jī)器人構(gòu)形變化而導(dǎo)致重力距引起關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩變化的峰值；可降低因機(jī)器人運(yùn)動而導(dǎo)致慣性力距引起關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩變化的峰值；可減少動力學(xué)方程中內(nèi)部耦合項和非線性項，改進(jìn)機(jī)器人的動力學(xué)特性；可減小機(jī)械臂結(jié)構(gòu)柔性所引起的不良影響；可使機(jī)器人運(yùn)行平穩(wěn)，降低地面安裝要求。2.1總體設(shè)計2.1.4平衡系統(tǒng)設(shè)計71結(jié)構(gòu)材料選擇的基本要求：強(qiáng)度高；彈性模量大；重量輕；阻尼大；材料價格低。2.1總體設(shè)計2.1.5結(jié)構(gòu)材料選擇72常用結(jié)構(gòu)材料：碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼：強(qiáng)度好，彈性模量大；鋁、鋁合金及其他輕合金材料：E/

值可與鋼相比；纖維增強(qiáng)鋼：

E/

值非常高，但價格昂貴；陶瓷：具有良好的品質(zhì)，但脆性大，不易加工成具有長孔的連桿；纖維增強(qiáng)復(fù)合材料：重量輕，剛度大，E/ρ值極好，阻尼大，但存在老化、蠕變、高溫?zé)崤蛎?、與金屬間連接困難等問題；粘彈性大阻尼材料。73移動關(guān)節(jié)傳動機(jī)構(gòu)傳動件的定位與消隙2.2傳動部件設(shè)計74移動關(guān)節(jié)由直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)和在整個運(yùn)動范圍內(nèi)起直線導(dǎo)向作用的直線導(dǎo)軌組成。導(dǎo)軌分為：普通滑動導(dǎo)軌、液壓動壓滑動導(dǎo)軌、液壓靜壓滑動導(dǎo)軌、氣浮導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。對機(jī)器人導(dǎo)軌的要求：間隙小或能消除間隙；在垂直于運(yùn)動方向上要求剛度高；摩擦系數(shù)小且不隨速度變化；高阻尼、小尺寸和小慣量。2.2傳動部件設(shè)計2.2.1移動關(guān)節(jié)75齒輪傳動絲杠傳動齒輪齒條傳動連桿傳動凸輪傳動鏈傳動皮帶傳動鋼帶傳動鋼繩傳動2.2傳動部件設(shè)計2.2.2傳動機(jī)構(gòu)76齒輪傳動行星齒輪傳動：行星齒輪傳動尺寸小，慣量低；一級傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊；載荷分布在若干個行星齒輪上，內(nèi)齒輪也具有較高的承載能力。行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)簡圖77齒輪傳動諧波齒輪傳動：諧波齒輪傳動在運(yùn)動學(xué)上是一種具有柔性齒圈的行星齒輪傳動，但它在機(jī)器人上獲得了更加廣泛的應(yīng)用。

剛輪不動，諧波發(fā)生器為輸入，柔輪軸為輸出：

柔輪不動，諧波發(fā)生器為輸入，剛輪軸為輸出：

諧波齒輪傳動1-剛輪；2-剛輪內(nèi)齒圈；3-輸入軸；4-諧波發(fā)生器；5-輸出軸；6-柔輪；7-柔輪齒圈78齒輪傳動諧波齒輪傳動優(yōu)點：尺寸小，慣量低；誤差均布在多個嚙合點上，傳動精度高；加預(yù)載嚙合，傳動側(cè)隙非常??；多齒嚙合，傳動具有高阻尼特性。

缺點：以輸入軸速度2、4、6倍的嚙合頻率產(chǎn)生振動；柔輪的疲勞問題；扭轉(zhuǎn)剛度低；諧波傳動與行星傳動相比具有較小的傳動間隙和較輕的重量，但剛度比行星減速器差。

79齒輪傳動RV齒輪傳動：它是在傳統(tǒng)擺線針輪、行齒輪傳動裝置的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的一種新型傳動裝置。RV減速器的基本結(jié)構(gòu)1-行星齒輪；2-芯軸；3-端蓋；4-卡簧；5-圓錐滾珠軸承；6-滾針7-曲軸；8-RV齒輪；9-針齒銷；10-針輪；11-密封圈；12-輸出法蘭80齒輪傳動RV齒輪傳動優(yōu)點：傳動比范圍大，傳動效率高；扭轉(zhuǎn)剛度大，彈性回差小；精度高和間隙回差??；傳動平穩(wěn)、體積小、抗沖擊力強(qiáng)等；缺點：承載能力受限制；生產(chǎn)制造成本也相對較高，維護(hù)修理較困難；81絲杠傳動絲杠螺母傳動

滾珠絲杠在工業(yè)機(jī)器人上的應(yīng)用比滾柱絲杠多，因為后者結(jié)構(gòu)尺寸大(徑向和軸向)，傳動效率低。滾珠絲杠的基本組成1—絲杠；2—導(dǎo)向槽；3—滾珠；4—螺母82絲杠傳動絲杠螺母傳動優(yōu)點：絲杠螺母機(jī)構(gòu)是連續(xù)的面接觸，傳動中不會產(chǎn)生沖擊，傳動平穩(wěn)，無噪聲，并且能自鎖；因絲杠的螺旋升角較小，所以用較小的驅(qū)動力矩可獲得較大的牽引力。

缺點：絲杠螺母螺旋面之間的摩擦為滑動摩擦，故傳動效率低。

絲杠螺母傳動的手臂升降機(jī)構(gòu)1-電動機(jī)；2-蝸桿；3-臂架；4-絲杠；5-蝸輪；6-箱體；7-花鍵套83齒輪齒條傳動氣缸和齒輪齒條增倍手臂機(jī)構(gòu)1-運(yùn)動齒條；2-齒輪；3-活塞桿84連桿傳動連桿機(jī)構(gòu)特點：用簡單的機(jī)構(gòu)實現(xiàn)較大的位移。85凸輪傳動特點：可靠性高，形式多樣。外凸輪機(jī)構(gòu)：借助于彈簧可得到較好的高速性能；內(nèi)凸輪機(jī)構(gòu)：驅(qū)動時要求有一定的間隙，其高速性能劣于前者；圓柱凸輪機(jī)構(gòu)：用于驅(qū)動擺桿，而擺桿在與凸輪回轉(zhuǎn)方向平行的面內(nèi)擺動。凸輪機(jī)構(gòu)86鏈傳動優(yōu)點：噪聲小，效率高，具有較高的荷載/重量比。缺點：高速運(yùn)動時滾子與鏈輪之間的碰撞會產(chǎn)生較大的噪聲和振動，只有在低速時才能得到滿意的效果，即鏈傳動適合于低慣性負(fù)載的關(guān)節(jié)傳動。鏈輪齒數(shù)少，摩擦力會增加，要得到平穩(wěn)運(yùn)動，鏈輪的齒數(shù)應(yīng)大于17，并盡量采用奇數(shù)齒。

87皮帶傳動同步帶形狀機(jī)器人中大多用同步帶；特點：與鏈輪傳動相比，重量輕，傳動均勻平穩(wěn)；傳動時無滑動，初始張力小，從動軸的軸承不易過載；因無滑動，它除了用做動力傳動外還適用于定位。同步帶傳動屬于低慣性傳動，適合于在電動機(jī)和大速比減速器之間使用。88

臂部的自由度臂部設(shè)計的基本要求臂部的常用結(jié)構(gòu)臂部運(yùn)動的驅(qū)動力計算2.3臂部設(shè)計89臂部設(shè)計的基本要求承載能力足：不僅要考慮抓取物體的重量，還要考慮運(yùn)動時的動載荷。剛度要高：為防止臂部在運(yùn)動過程中產(chǎn)生過大的變形，應(yīng)合理選擇手臂的截面形狀。工字形截面彎曲剛度一般比圓截面大，空心管的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度都比實心軸大得多，所以常用鋼管制作臂桿及導(dǎo)向桿，用工字鋼和槽鋼制作支承板。導(dǎo)向性好：為防止手臂在直線運(yùn)動過程中沿運(yùn)動軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向裝置，或設(shè)計方形、花鍵等形式的臂桿。臂部的自由度工業(yè)機(jī)器人的臂部一般具有2~3個自由度，即伸縮、回轉(zhuǎn)或俯仰。2.3臂部設(shè)計2.3.1臂部的自由度2.3.2臂部設(shè)計的基本要求90

運(yùn)動平穩(wěn)、定位精度高：臂部運(yùn)動速度越高，導(dǎo)致慣性力引起的沖擊越大，運(yùn)動越不平穩(wěn)，定位精度低。因此要采用一定形式的緩沖措施。重量要輕、結(jié)構(gòu)要緊湊：減少臂部運(yùn)動部分的重量以提高機(jī)器人的運(yùn)動速度，并使結(jié)構(gòu)緊湊，以減少整個手臂對回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量。合理設(shè)計與腕和機(jī)身的連接部位：臂部安裝形式和位置不僅關(guān)系到機(jī)器人的強(qiáng)度、剛度和承載能力，而且還直接影響機(jī)器人的外觀。2.3臂部設(shè)計2.3.2臂部設(shè)計的基本要求91

臂部直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)：行程小時，可采用油（氣）缸直接驅(qū)動；行程較大時，可采用油（氣）缸驅(qū)動齒條傳動的倍增機(jī)構(gòu)或步進(jìn)電動機(jī)、伺服電動機(jī)驅(qū)動，也可采用絲杠螺母或滾珠絲杠傳動。四導(dǎo)向柱式臂部伸縮機(jī)構(gòu)1-手部；2-夾緊缸；3-油缸；4-導(dǎo)向柱；5-運(yùn)行架；6-行走車輪；7-軌道；8-支座行程長，抓重大；工件形狀不規(guī)則時，四根導(dǎo)向柱可防止產(chǎn)生較大的偏重力矩。多用于箱體加工線上。2.3臂部設(shè)計2.3.3臂部的常用結(jié)構(gòu)92

手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)：回轉(zhuǎn)缸、活塞缸、齒輪傳動機(jī)構(gòu)、鉸鏈連桿機(jī)構(gòu)、鏈輪傳動機(jī)構(gòu)。擺動油缸驅(qū)動連桿俯仰臂機(jī)構(gòu)1-手部；2-夾緊缸；3-升降缸；4-小臂；5、7-擺動油缸；6-大臂；8-立柱雙臂機(jī)器人的手臂結(jié)構(gòu)1-鉸接活塞油缸；2-連稈〔即活塞稈)；3-手臂(即曲柄)；4-支承架；5、6-定位螺釘93臂部水平伸縮運(yùn)動驅(qū)動力的計算臂部回轉(zhuǎn)運(yùn)動驅(qū)動力矩的計算2.3臂部設(shè)計2.3.4臂部運(yùn)動的驅(qū)動力計算94腕部設(shè)計的基本要求腕部的自由度腕部的分類腕部的典型結(jié)構(gòu)2.4腕部設(shè)計95結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕；動作靈活、平穩(wěn)，定位精度高；強(qiáng)度、剛度高；合理設(shè)計與臂和手部的連接部位以及傳感器和驅(qū)動裝置的布局和安裝。2.4腕部設(shè)計2.4.1腕部設(shè)計的基本要求96手腕的坐標(biāo)系和自由度手腕關(guān)節(jié)的滾轉(zhuǎn)和彎轉(zhuǎn)2.4腕部設(shè)計2.4.2腕部的自由度97按自由度個數(shù)分單自由度手腕二自由度手腕三自由度手腕按驅(qū)動方式分直接驅(qū)動手腕遠(yuǎn)距離驅(qū)動手腕2.4腕部設(shè)計2.4.3腕部的分類98單自由度手腕單自由度手腕99二自由度手腕二自由度手腕100三自由度手腕三自由度手腕101直接驅(qū)動手腕驅(qū)動器安裝在手腕運(yùn)動關(guān)節(jié)的附近，直接驅(qū)動關(guān)節(jié)運(yùn)動，因而傳動路線短，傳動剛度好，但腕部的尺寸和質(zhì)量大，慣量大。液壓直接驅(qū)動BBR手腕102遠(yuǎn)距離驅(qū)動手腕驅(qū)動器安裝在機(jī)器人的大臂、基座或小臂遠(yuǎn)端上，通過連桿、鏈條或其他傳動機(jī)構(gòu)間接驅(qū)動腕部關(guān)節(jié)運(yùn)動，因而手腕的結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸和質(zhì)量小，對改善機(jī)器人的整體動態(tài)性能有好處，但傳動剛度低，傳動設(shè)計復(fù)雜。遠(yuǎn)距離傳動RBR手腕103手腕具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，運(yùn)動靈活，響應(yīng)快，精度高等特點，但回轉(zhuǎn)角度受限制，一般小于270

?；剞D(zhuǎn)油缸直接驅(qū)動的單自由度腕部結(jié)構(gòu)1-回轉(zhuǎn)油缸；2-定片；3-回轉(zhuǎn)軸；4-動片；5-手腕2.4腕部設(shè)計2.4.4腕部的典型結(jié)構(gòu)104結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧，傳動扭矩大，可提高機(jī)器人的工作性能；但手腕有一個誘導(dǎo)運(yùn)動，設(shè)計時要注意采取補(bǔ)償措施，消除誘導(dǎo)運(yùn)動的影響。

齒輪傳動回轉(zhuǎn)和俯仰型腕部原理105齒輪鏈輪傳動三自由度手腕原理圖1-油缸；2-鏈輪；3、4-錐齒輪；5、6-花鍵軸T；7-傳動軸S；8-腕架；9-行星架；

10、11、22、24-圓柱齒輪；12、13、14、15、16、17、18、20-錐齒輪；19-擺動軸；

21、23-雙聯(lián)圓柱齒輪；25-傳動軸B106手部的特點手部的分類手爪設(shè)計的基本要求手爪的典型結(jié)構(gòu)2.5手部設(shè)計107手部與腕部相連處可拆卸。手部與腕部有機(jī)械接口，也有電、氣、液接頭，作業(yè)對象不同時，可方便地拆卸和更換手部。手部是機(jī)器人末端執(zhí)行器。它可以是類人的手爪，也可以是進(jìn)行專業(yè)作業(yè)的工具，如裝在機(jī)器人手腕上的噴漆槍、焊接工具等。手部的通用性比較差。機(jī)器人手部通常是專用的裝置，一種手爪往往只能抓握一種或幾種在形狀、尺寸、重量等方面相近似的工件；一種工具只能執(zhí)行一種作業(yè)任務(wù)。手部是一個獨(dú)立的部件。假如把手腕歸屬于手臂，那么機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的三大件就是機(jī)身、手臂和手部(末端執(zhí)行器)。2.5手部設(shè)計2.5.1手部的特點108按用途分按夾持原理分按手指或關(guān)節(jié)數(shù)目分按智能性分2.5手部設(shè)計2.5.2手部的分類109按用途分手爪：具有一定的通用性，用于抓住、握持、釋放工件；

工具：進(jìn)行某種作業(yè)的專用工具，如噴漆槍、焊具等。專用工具(噴漆槍、焊具)110按夾持原理分手爪按夾持原理分類機(jī)械手爪有靠摩擦力夾持和吊鉤承重兩類，前者是有指手爪，后者是無指手爪。磁力類手爪及真空類手爪是無指手爪。111按手指或關(guān)節(jié)數(shù)目分

按手指數(shù)目二指手爪多指手爪按手指關(guān)節(jié)數(shù)目單關(guān)節(jié)手指手爪多關(guān)節(jié)手指手爪多關(guān)節(jié)柔性手指手爪三指手爪每個關(guān)節(jié)是獨(dú)立驅(qū)動的。與二指手爪相比，可抓取類似立方體、圓柱體及球體等不同形狀的物體。每個關(guān)節(jié)不是獨(dú)立驅(qū)動的；對物體形狀有一種適應(yīng)性。

112按智能性分

普通手爪：沒有傳感器；智能化手爪：有一個或多個傳感器，如力傳感器、觸覺傳感器、滑覺傳感器等。113被抓握的對象物幾何參數(shù)工件尺寸可能給予抓握表面的數(shù)目可能給予抓握表面的位置和方向夾持表面之間的距離夾持表面的幾何形狀機(jī)械特性質(zhì)量材料固有穩(wěn)定性表面質(zhì)量和品質(zhì)表面狀態(tài)工件溫度2.5手部設(shè)計2.5.3手爪設(shè)計的基本要求114物料饋送器或儲存裝置：對手爪最小爪鉗和最大爪鉗之間的距離以及夾緊力都有要求。機(jī)器人作業(yè)順序手爪和機(jī)器人匹配：機(jī)器人所能抓取的工件重量是機(jī)器人承載能力減去手爪重量，手爪重量要與機(jī)器人承載能力匹配。

環(huán)境條件：作業(yè)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境狀況很重要，如高溫、水、油等不同環(huán)境會影響手爪的工作。115機(jī)械式手爪磁力吸盤真空式吸盤2.5手部設(shè)計2.5.4手爪的典型結(jié)構(gòu)116機(jī)械式手爪驅(qū)動：氣動、液動、電動和電磁驅(qū)動。氣動手爪結(jié)構(gòu)簡單，成本低，容易維修，且開合迅速，重量輕，故目前得到了廣泛應(yīng)用；其缺點是空氣介質(zhì)的可壓縮性使爪鉗位置控制較復(fù)雜。液壓驅(qū)動手爪成本稍高一些。電動手爪手指開合電動機(jī)的控制與機(jī)器人控制可以共用一個系統(tǒng)，但是夾緊力比氣動手爪、液壓手爪小，開合時間比它們長。電磁驅(qū)動手爪控制信號簡單，但是電磁夾緊力與爪鉗行程有關(guān)，故只用在開合距離小的場合。

氣動手爪117機(jī)械式手爪傳動：驅(qū)動源的驅(qū)動力通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)使爪鉗開合并產(chǎn)生夾緊力，對于傳動機(jī)構(gòu)有運(yùn)動要求和夾緊力要求。四種手爪傳動機(jī)構(gòu)118機(jī)械式手爪V形爪鉗

爪鉗：是與工件直接接觸的部分，其形狀和材料對夾緊力有很大影響。夾緊工件的接觸點越多，所要求的夾緊力越小，對夾持工件來說就越安全。119磁力吸盤分為電磁吸盤和永磁吸盤兩種。電磁吸盤結(jié)構(gòu)磁力吸盤只能吸住鐵磁材料制成的工件(如鋼鐵件)；磁力吸盤的缺點是被吸取工件有剩磁，吸盤上常會吸附一些鐵屑，致使不能可靠地吸住工件，而且只適用于工件要求不高或有剩磁也無妨的場合。對于不允許有剩磁的工件(如鐘表零件及儀表零件)，不能選用磁力吸盤；鋼、鐵等磁性物質(zhì)在溫度為723℃以上時磁性就會消失，故高溫條件下不宜使用磁力吸盤。磁力吸盤要求工件表面清潔、平整、干燥，以保證可靠地吸附。120真空式吸盤真空泵負(fù)壓吸盤氣流負(fù)壓吸盤擠氣負(fù)壓吸盤自適應(yīng)吸盤異形吸盤121真空泵負(fù)壓吸盤真空泵負(fù)壓吸盤采用真空泵抽吸空氣，能保證吸盤內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生負(fù)壓，所以這種吸盤比其他形式吸盤的吸力大。122氣流負(fù)壓吸盤

氣流負(fù)壓吸盤工廠一般都有空壓機(jī)站或空壓機(jī)，比較容易獲得空壓機(jī)氣源，不需專為機(jī)器人配置真空泵，所以氣流負(fù)壓吸盤在工廠內(nèi)使用方便。123擠氣負(fù)壓吸盤

擠氣負(fù)壓吸盤擠氣負(fù)壓吸盤的工作原理擠氣負(fù)壓吸盤不需真空泵系統(tǒng)，也不需壓縮空氣氣源，經(jīng)濟(jì)方便；但可靠性比真空吸盤和氣流負(fù)壓吸盤差。124自適應(yīng)吸盤

自適應(yīng)吸盤具有一個球關(guān)節(jié)，使吸盤能傾斜自如，適應(yīng)工件表面傾角的變化。125異形吸盤

異形吸盤可用來吸附雞蛋、錐頸瓶等物件。126機(jī)身的自由度機(jī)身設(shè)計的基本要求機(jī)身的典型結(jié)構(gòu)機(jī)身驅(qū)動力(力矩)計算2.6機(jī)身設(shè)計127要有足夠的剛度和穩(wěn)定性；運(yùn)動要靈活，升降運(yùn)動的導(dǎo)套長度不宜過短，避免發(fā)生卡死現(xiàn)象，一般要有導(dǎo)向裝置；結(jié)構(gòu)布置要合理。工業(yè)機(jī)器人的機(jī)身通常具有1~3個自由度，即升降、回轉(zhuǎn)或俯仰。2.6機(jī)身設(shè)計2.6.1機(jī)身的自由度2.6.2機(jī)身設(shè)計的基本要求128機(jī)身通常具有回轉(zhuǎn)、升降、回轉(zhuǎn)與升降、回轉(zhuǎn)與俯仰、回轉(zhuǎn)與升降以及俯仰共5種運(yùn)動方式，采用哪一種方式由工業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計來定。圓柱坐標(biāo)式機(jī)器人將回轉(zhuǎn)與升降2個自由度歸屬于機(jī)身；球坐標(biāo)