2.2機器人驅動機構ppt課件.ppt

1、2.7 機器人的驅動機構,驅動裝置是為機器人的運動提供動力源,驅動方式 液壓式 氣動式 電動式 驅動機構 直線驅動機構 旋轉驅動機構,1,液壓驅動（優(yōu)點） 驅動用壓力為0.514MPa，產生的驅動力大 結構簡單，體積小，剛度好 由于液體的不可壓縮性，定位精度比氣壓驅動高，工作平穩(wěn)，可實現(xiàn)任意位置的停止 液壓傳動中，力、速度和方向容易調整和控制 液壓驅動平穩(wěn)，可以實現(xiàn)頻繁的變速與換向 采用油液做介質，能防銹和自潤滑，機械效率高，使用壽命長,一、驅動方式 1、液壓驅動,2,液壓驅動（缺點） 油液的年度會隨溫度變化，高溫易引起燃燒爆炸等危險 液體的泄漏難克服，要求液壓元件性能高，故液壓驅動價格貴 要

2、求供油系統(tǒng)，而且電液伺服系統(tǒng)對液壓油的清潔度有較高要求，水、氣泡等雜質避免 不適合高、低溫場合，故液壓驅動目前多用于特大功率的機器人系統(tǒng)。,3,4,氣壓驅動 氣壓驅動在工業(yè)機器人中用得較多。使用的壓力通常在0.40.6MPa，最高達1Mpa，氣壓驅動的主要優(yōu)點是： 快速性好。這是因為壓縮空氣的粘性小。 氣源方便，一般工廠都有壓縮空氣站供應壓縮空氣 廢氣可直接排入大氣，不會造成污染，所以比液壓驅動干凈。 通過調節(jié)氣量可實現(xiàn)無級變速。,2、氣壓驅動,5,氣壓驅動 由于空氣的可壓縮性，氣壓驅動系統(tǒng)具有緩沖作用 結構簡單，易于保養(yǎng)，成本低。 由于工作壓力低，所以功率質量比小，裝置體積大 基于氣體的可壓

3、縮性，氣壓驅動很難保證較高的定位精度 使用后的壓縮空氣向大氣排放時，會產生噪聲 壓縮空氣含冷凝水，使得氣壓系統(tǒng)易銹蝕。在低溫下由于冷凝水結冰，有可能啟動困難,6,但與液壓驅動器相比，功率較小，剛度差，噪音大，速度不易控制，所以多用于精度不高的點位控制機器人。,7,電動機驅動是利用各種電動機產生的力矩和力直接或經過機械傳動機構去驅動執(zhí)行機構，以獲得機器人的各種運動。 可分為普通交、直流電機驅動、交、直流伺服電機驅動、步進電機驅動等,電動驅動器的能源簡單，速度變化范圍大，效率高，速度和位置精度都很高。 但多與減速裝置相聯(lián)，直接驅動比較困難。 電刷易磨損，且易形成火花，且成本較高,3、電動機驅動,8

4、,9,普通電機驅動 在一些定位精度要求不高的機器人中，直流電機能夠實現(xiàn)無級調速，但直流電源價格較高。另外，由于普通電機轉子的轉動慣量較大，反應靈敏性不如同功率的液壓馬達及交、直流伺服電機快。,10,直流伺服電機驅動： 直流伺服電機可分有刷及無刷兩種。其優(yōu)點是動態(tài)特性好，它的體積小、出力大、效率高、速度可以任意選擇，可以在很寬的速度范圍內保持高的效率。有刷伺服電機的缺點是因電劇的機械接觸點的聯(lián)接產生電火花，在易燃介質下容易引起事故，并且電刷的摩擦、磨損帶來了維護和壽命的問題。 直流電機常用于機器人中，詳細第五章,11,直流伺服電機有很多優(yōu)點，但它的隨著技術的進步，近年來交流伺服電機正逐漸取代直流

5、伺服電機而成為機器人的主要驅動器。 步進電機驅動多為開環(huán)控制，控制簡單但功率不大，多用于低精度小功率機器人系統(tǒng)。,12,其它驅動器 作為特殊的驅動裝置，有壓電晶體、形狀記憶合金、,13,在機器人機械系統(tǒng)中，驅動器通過聯(lián)軸器帶動傳動裝置(一般為減速器)，再通過關節(jié)軸帶動桿件運動。 機器人一般有兩種運動關節(jié)轉動關節(jié)和移(直)動關節(jié)。 為了進行位置和速度控制，驅動系統(tǒng)中還包括位置和速度檢測元件。檢測元件類型很多，但都要求有合適的精度、連接方式以及有利于控制的輸出方式。對于伺服電機驅動，檢測元件常與電機直接相聯(lián)；對于液壓驅動，則常通過聯(lián)軸器或銷軸與被驅動的桿件相聯(lián)。,14,1碼盤； 2 測速機； 3

6、電機； 4 聯(lián)軸器； 5 傳動裝置； 6 轉動關節(jié)； 7 桿,8 電機； 9 聯(lián)軸器； 10 螺旋副； 11 移動關節(jié)； 12 電位器 (或光柵尺),15,驅動器的選擇應以作業(yè)要求、生產環(huán)境為先決條件，以價格高低、技術水平為評價標準。一般說來，目前負荷為100 kg以下的,可優(yōu)先考慮電動驅動器；只須點位控制且功率較小者，可采用氣動驅動器；負荷較大或機器人周圍已有液壓源的場合，可采用液壓驅動器。 對于驅動器來說，最重要的是要求起動力矩大，調速范圍寬，慣量小，尺寸小，同時還要有性能好的、與之配套的數(shù)字控制系統(tǒng)。,16,二、驅動機構,旋轉驅動的旋轉軸強度高、摩擦小、可靠性好在結構中盡量使用，但在行走關節(jié)中使用旋轉驅動實現(xiàn)關節(jié)伸縮缺點： &高速運動時，關節(jié)伸縮的加速度可能產生振動。 &為了增加著地點的靈活性，必須要加直線驅動。,1、直線驅動機構 由氣缸或液壓缸和活塞產生，也可以用齒輪齒條、絲杠、螺母等傳動方式把旋轉運動轉換為直線運動。,2、旋轉驅動機構 電動機傳動裝置,17