2.2機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)ppt課件.ppt

1、2.7 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),驅(qū)動(dòng)裝置是為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力源,驅(qū)動(dòng)方式 液壓式 氣動(dòng)式 電動(dòng)式 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),1,液壓驅(qū)動(dòng)（優(yōu)點(diǎn)） 驅(qū)動(dòng)用壓力為0.514MPa，產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力大 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(qū)動(dòng)高，工作平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)任意位置的停止 液壓傳動(dòng)中，力、速度和方向容易調(diào)整和控制 液壓驅(qū)動(dòng)平穩(wěn)，可以實(shí)現(xiàn)頻繁的變速與換向 采用油液做介質(zhì)，能防銹和自潤(rùn)滑，機(jī)械效率高，使用壽命長(zhǎng),一、驅(qū)動(dòng)方式 1、液壓驅(qū)動(dòng),2,液壓驅(qū)動(dòng)（缺點(diǎn)） 油液的年度會(huì)隨溫度變化，高溫易引起燃燒爆炸等危險(xiǎn) 液體的泄漏難克服，要求液壓元件性能高，故液壓驅(qū)動(dòng)價(jià)格貴 要

2、求供油系統(tǒng)，而且電液伺服系統(tǒng)對(duì)液壓油的清潔度有較高要求，水、氣泡等雜質(zhì)避免 不適合高、低溫場(chǎng)合，故液壓驅(qū)動(dòng)目前多用于特大功率的機(jī)器人系統(tǒng)。,3,4,氣壓驅(qū)動(dòng) 氣壓驅(qū)動(dòng)在工業(yè)機(jī)器人中用得較多。使用的壓力通常在0.40.6MPa，最高達(dá)1Mpa，氣壓驅(qū)動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是： 快速性好。這是因?yàn)閴嚎s空氣的粘性小。 氣源方便，一般工廠都有壓縮空氣站供應(yīng)壓縮空氣 廢氣可直接排入大氣，不會(huì)造成污染，所以比液壓驅(qū)動(dòng)干凈。 通過(guò)調(diào)節(jié)氣量可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。,2、氣壓驅(qū)動(dòng),5,氣壓驅(qū)動(dòng) 由于空氣的可壓縮性，氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有緩沖作用 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于保養(yǎng)，成本低。 由于工作壓力低，所以功率質(zhì)量比小，裝置體積大 基于氣體的可壓

3、縮性，氣壓驅(qū)動(dòng)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(shí)，會(huì)產(chǎn)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(jié)冰，有可能啟動(dòng)困難,6,但與液壓驅(qū)動(dòng)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(diǎn)位控制機(jī)器人。,7,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)是利用各種電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的力矩和力直接或經(jīng)過(guò)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以獲得機(jī)器人的各種運(yùn)動(dòng)。 可分為普通交、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)、交、直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)等,電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的能源簡(jiǎn)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(qū)動(dòng)比較困難。 電刷易磨損，且易形成火花，且成本較高,3、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),8

4、,9,普通電機(jī)驅(qū)動(dòng) 在一些定位精度要求不高的機(jī)器人中，直流電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，但直流電源價(jià)格較高。另外，由于普通電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，反應(yīng)靈敏性不如同功率的液壓馬達(dá)及交、直流伺服電機(jī)快。,10,直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)： 直流伺服電機(jī)可分有刷及無(wú)刷兩種。其優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)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(nèi)保持高的效率。有刷伺服電機(jī)的缺點(diǎn)是因電劇的機(jī)械接觸點(diǎn)的聯(lián)接產(chǎn)生電火花，在易燃介質(zhì)下容易引起事故，并且電刷的摩擦、磨損帶來(lái)了維護(hù)和壽命的問(wèn)題。 直流電機(jī)常用于機(jī)器人中，詳細(xì)第五章,11,直流伺服電機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)，但它的隨著技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)交流伺服電機(jī)正逐漸取代直流

5、伺服電機(jī)而成為機(jī)器人的主要驅(qū)動(dòng)器。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)多為開(kāi)環(huán)控制，控制簡(jiǎn)單但功率不大，多用于低精度小功率機(jī)器人系統(tǒng)。,12,其它驅(qū)動(dòng)器 作為特殊的驅(qū)動(dòng)裝置，有壓電晶體、形狀記憶合金、,13,在機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)傳動(dòng)裝置(一般為減速器)，再通過(guò)關(guān)節(jié)軸帶動(dòng)桿件運(yùn)動(dòng)。 機(jī)器人一般有兩種運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和移(直)動(dòng)關(guān)節(jié)。 為了進(jìn)行位置和速度控制，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中還包括位置和速度檢測(cè)元件。檢測(cè)元件類(lèi)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(duì)于伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，檢測(cè)元件常與電機(jī)直接相聯(lián)；對(duì)于液壓驅(qū)動(dòng)，則常通過(guò)聯(lián)軸器或銷(xiāo)軸與被驅(qū)動(dòng)的桿件相聯(lián)。,14,1碼盤(pán)； 2 測(cè)速機(jī)； 3

6、電機(jī)； 4 聯(lián)軸器； 5 傳動(dòng)裝置； 6 轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)； 7 桿,8 電機(jī)； 9 聯(lián)軸器； 10 螺旋副； 11 移動(dòng)關(guān)節(jié)； 12 電位器 (或光柵尺),15,驅(qū)動(dòng)器的選擇應(yīng)以作業(yè)要求、生產(chǎn)環(huán)境為先決條件，以價(jià)格高低、技術(shù)水平為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。一般說(shuō)來(lái)，目前負(fù)荷為100 kg以下的,可優(yōu)先考慮電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器；只須點(diǎn)位控制且功率較小者，可采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器；負(fù)荷較大或機(jī)器人周?chē)延幸簤涸吹膱?chǎng)合，可采用液壓驅(qū)動(dòng)器。 對(duì)于驅(qū)動(dòng)器來(lái)說(shuō)，最重要的是要求起動(dòng)力矩大，調(diào)速范圍寬，慣量小，尺寸小，同時(shí)還要有性能好的、與之配套的數(shù)字控制系統(tǒng)。,16,二、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸強(qiáng)度高、摩擦小、可靠性好在結(jié)構(gòu)中盡量使用，但在行走關(guān)節(jié)中使用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)伸縮缺點(diǎn)： &高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，關(guān)節(jié)伸縮的加速度可能產(chǎn)生振動(dòng)。 &為了增加著地點(diǎn)的靈活性，必須要加直線驅(qū)動(dòng)。,1、直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 由氣缸或液壓缸和活塞產(chǎn)生，也可以用齒輪齒條、絲杠、螺母等傳動(dòng)方式把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。,2、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置,17