




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、機(jī)器人的組成,機(jī)器人的組成系統(tǒng),機(jī)器人系統(tǒng)組成,人機(jī)交互系統(tǒng),控制系統(tǒng),驅(qū)動系統(tǒng),機(jī)械機(jī)構(gòu)系統(tǒng),機(jī)器人環(huán)境交互系統(tǒng),概念:要使機(jī)器人運(yùn)行起來, 需給各個關(guān)節(jié)即每個運(yùn)動自由度安置傳動裝置,1、驅(qū)動系統(tǒng),作用:提供機(jī)器人各部位、各關(guān)節(jié)動作的原動力,驅(qū)動系統(tǒng)可以是液壓傳動、 氣動傳動、電動傳動, 或者把它們結(jié)合起來應(yīng)用的綜合系統(tǒng); 可以是直接驅(qū)動或者是通過同步帶、鏈條、輪系、諧波齒輪等 機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行間接驅(qū)動。,2、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng),3、感受系統(tǒng),感受系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器 模塊和外部傳感器模塊 組成, 用以獲取內(nèi)部和 外部環(huán)境狀態(tài)中有意義 的信息。,智能傳感器的使用提高 了機(jī)器人的機(jī)動性、適 應(yīng)性和智能化
2、的水準(zhǔn)。,對于一些特殊的信息, 傳 感器比人類的感受系統(tǒng) 更有效。,4、機(jī)器人環(huán)境交互系統(tǒng),5、人機(jī)交互系統(tǒng),人機(jī)交互系統(tǒng)是使操作 人員參與機(jī)器人控制并與機(jī) 器人進(jìn)行聯(lián)系的裝置。,該系統(tǒng)歸納起來分為兩 大類: 指令給定裝置和信息 顯示裝置。,6、控制系統(tǒng),是根據(jù)程序和反饋信息 控制機(jī)器人動作的中心。分 為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。,機(jī)器人的基本工作原理是示教再現(xiàn);示教也稱導(dǎo)引,即由用戶導(dǎo)引機(jī)器人,一步步按實際任務(wù)操作一遍,機(jī)器人在導(dǎo)引過程中自動記憶示教的每個動作的位置、姿態(tài)、運(yùn)動參數(shù)工藝參數(shù)等,并自動生成一個連續(xù)執(zhí)行全部操作的程序。完成示教后,只需給機(jī)器人一個啟動命令,機(jī)器人將精確地按示教動作,一步
3、步完成全部操作;,冗余自由度機(jī)器人 利用冗余自由度可以增 加機(jī)器人的靈活性、躲避障 礙物和改善動力性能。人 的手臂(大臂、小臂、 手腕) 共有七個自由度, 所以工 作起來很靈巧,手部可回 避障礙而從不同方向到達(dá) 同一個目的點(diǎn)。,2工作精度,可以用精密度、正確度、和準(zhǔn)確度三個參數(shù)來衡量。,定位精度(Positioning accuracy):指機(jī)器人末端參考點(diǎn)實際到達(dá)的位置與所需要到達(dá)的理想位置之間的差距。,重復(fù)性(Repeatability)或重復(fù)精度:指機(jī)器人重復(fù)到達(dá)某一目標(biāo)位置的差異程度?;蛟谙嗤奈恢弥噶钕?,機(jī)器人連續(xù)重復(fù)若干次其位置的分散情況。它是衡量一列誤差值的密集程度,即重復(fù)度。,
4、3工作范圍:,指機(jī)器人末端操作器所能到達(dá)的區(qū)域。,工作空間(Working space):機(jī)器人手腕參考點(diǎn)或末端操作器安裝點(diǎn)(不包括末端操作器)所能到達(dá)的所有空間區(qū)域,一般不包括末端操作器本身所能到達(dá)的區(qū)域。,4工作速度:,指機(jī)器人各個方向的移動速度或轉(zhuǎn)動速度。這些速度可以相同,可以不同。,5承載能力:,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。,表1.3 PUMA 562機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù),圖 1.17 PUMA 562工業(yè)機(jī)器人,工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動與傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu),在機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)中,驅(qū)動器通過聯(lián)軸器帶動傳動裝置(一般為減速器),再通過關(guān)節(jié)軸帶動桿件運(yùn)動。 機(jī)器人一般有兩種運(yùn)動關(guān)節(jié)
5、轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和移(直)動關(guān)節(jié)。 為了進(jìn)行位置和速度控制,驅(qū)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(jī)驅(qū)動,檢測元件常與電機(jī)直接相聯(lián);對于液壓驅(qū)動,則常通過聯(lián)軸器或銷軸與被驅(qū)動的桿件相聯(lián)。,驅(qū)動傳動系統(tǒng)的構(gòu)成,1電動驅(qū)動器 電動驅(qū)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。但它們多與減速裝置相聯(lián),直接驅(qū)動比較困難。 電動驅(qū)動器又可分為直流 (DC)、交流(AC)伺服電機(jī)驅(qū)動和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動。 直流伺服電機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn),但它的電刷易磨損,且易形成火花。隨著技術(shù)的進(jìn)步,近年來交流伺服電機(jī)正逐漸取代直流伺服電機(jī)而成
6、為機(jī)器人的主要驅(qū)動器。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)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(jī)器人系統(tǒng)。,驅(qū)動器的類型和特點(diǎn),2. 液壓驅(qū)動器 液壓驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)是功率大,可省去減速裝置而直接與被驅(qū)動的桿件相連,結(jié)構(gòu)緊湊,剛度好,響應(yīng)快,伺服驅(qū)動具有較高的精度。但需要增設(shè)液壓源,易產(chǎn)生液體泄漏,不適合高、低溫場合,故液壓驅(qū)動目前多用于特大功率的機(jī)器人系統(tǒng)。,3氣動驅(qū)動器 氣壓驅(qū)動的結(jié)構(gòu)簡單,清潔,動作靈敏,具有緩沖作用。但與液壓驅(qū)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(diǎn)位控制機(jī)器人。,液壓驅(qū)動,優(yōu)點(diǎn): 1)液壓容易達(dá)到較高的壓力(常用液壓為2.56.3MPa),體積較小
7、,可以獲得較大的推力或轉(zhuǎn)矩; 2)液壓系統(tǒng)介質(zhì)的可壓縮性小,工作平穩(wěn)可靠,并可得到較高的位置精度; 3)液壓傳動中,力、速度和方向比較容易實現(xiàn)自動控制; 4)液壓系統(tǒng)采用油作介質(zhì),具有防銹性和自潤滑性能,可以提高機(jī)械效率,使用壽命長。,液壓驅(qū)動,液壓傳動系統(tǒng)的不足: 1)油液的粘度隨溫度變化而變化,影響工作性能,高溫容易引起燃燒爆炸等危險; 2)液體的泄漏難于克服,要求液壓元件有較高的精度和質(zhì)量,故造價較高; 3)需要相應(yīng)的供油系統(tǒng),尤其是電液伺服系統(tǒng)要求嚴(yán)格的濾油裝置,否則會引起故障。,氣壓驅(qū)動,與液壓驅(qū)動相比,氣壓驅(qū)動的特點(diǎn): 1)壓縮空氣粘度小,容易達(dá)到高速(1m/s); 2)利用工廠集
8、中的空氣壓縮機(jī)站供氣,不必添加動力設(shè)備; 3)空氣介質(zhì)對環(huán)境無污染,使用安全,可直接應(yīng)用于高溫作業(yè); 4)氣動元件工作壓力低,故制造要求比液壓元件低。,氣壓驅(qū)動,不足: 1)壓縮空氣常用壓力為0.40.6MPa,若要獲得較大的力,其結(jié)構(gòu)就要相對增大; 2)空氣壓縮性大,工作平穩(wěn)性差,速度控制困難,要達(dá)到準(zhǔn)確的位置控制很困難; 3)壓縮空氣的除水問題是一個很重要的問題,處理不當(dāng)會使鋼類零件生銹,導(dǎo)致機(jī)器人失靈。此外,排氣還會造成噪聲污染。,電動機(jī)驅(qū)動,電動機(jī)驅(qū)動分為普通交流電動機(jī)驅(qū)動,交、直流伺服電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動。 普通交、直流電動機(jī)驅(qū)動需要加減速裝置,輸出力矩大,但控制性能差,慣性大,適
9、用于中型或重型機(jī)器人。 伺服電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)輸出力矩相對小,控制性能好,可實現(xiàn)速度和位置的精確控制,適用于中小型機(jī)器人。 交、直流伺服電動機(jī)一般用于閉環(huán)控制系統(tǒng),而步進(jìn)電動機(jī)則主要用于開換控制系統(tǒng),一般用于速度和位置精度要求不高的場合。,如何選取驅(qū)動器 驅(qū)動器的選擇應(yīng)以作業(yè)要求、生產(chǎn)環(huán)境為先決條件,以價格高低、技術(shù)水平為評價標(biāo)準(zhǔn)。一般說來,目前負(fù)荷為100 kg以下的,可優(yōu)先考慮電動驅(qū)動器;只須點(diǎn)位控制且功率較小者,可采用氣動驅(qū)動器;負(fù)荷較大或機(jī)器人周圍已有液壓源的場合,可采用液壓驅(qū)動器。 對于驅(qū)動器來說,最重要的是要求起動力矩大,調(diào)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)
10、字控制系統(tǒng)。,制動器,許多機(jī)器人的機(jī)械臂都需要在各關(guān)節(jié)處安裝制動器,其作用是:在機(jī)器人停止工作時,保持機(jī)械臂的位置不變;在電源發(fā)生故障時,保護(hù)機(jī)械臂和它周圍的物體不發(fā)生碰撞。 制動器通常是按照失效抱閘方式工作的,即要放松制動器就必須接通電源,否則,各關(guān)節(jié)不能產(chǎn)生相對運(yùn)動。它的主要目的是在電源出現(xiàn)故障時起保護(hù)作用。缺點(diǎn)是:工作期間不斷花費(fèi)電力使制動器放松。,機(jī)器人手部分類,功能形態(tài),工業(yè)機(jī)器人手部,仿人機(jī)器人手部,握持原理,夾鉗式,吸附式,手指,傳動機(jī)構(gòu),V型指,平面指,尖指,特形指,回轉(zhuǎn)型,平移型,平面平移,直線往復(fù),磁吸,氣吸,真空吸,負(fù)壓吸,擠壓吸,機(jī)械手的坐標(biāo)形式,1. 直角坐標(biāo)笛卡兒坐
11、標(biāo)臺架型(3P),優(yōu)點(diǎn):很容易通過計算 機(jī)控制實現(xiàn),容易達(dá)到 高精度。,缺點(diǎn):妨礙工作, 且占地面積大, 運(yùn)動速度低, 密封性不好。,直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間示意圖,2. 圓柱坐標(biāo)型(R2P),優(yōu)點(diǎn):且計算簡單; 直 線部分可采用液壓驅(qū)動,可 輸出較大的動力; 能夠伸入 型腔式機(jī)器內(nèi)部。,缺點(diǎn):它的手臂可以到達(dá)的空間 受到限制, 不能到達(dá)近立柱或近地面 的空間; 直線驅(qū)動部分難以密封、防 塵; 后臂工作時, 手臂后端會碰到工作 范圍內(nèi)的其它物體。,3. 球坐標(biāo)型(2RP),特點(diǎn):中心支架附 近的工作范圍大,兩個轉(zhuǎn) 動驅(qū)動裝置容易密封, 覆蓋工作空間較大。 但 該坐標(biāo)復(fù)雜, 難于控制, 且直線驅(qū)
12、動裝置仍存在 密封及工作死區(qū)的問題。,4. 關(guān)節(jié)坐標(biāo)型/擬人型(3R),關(guān)節(jié)機(jī)器人的關(guān)節(jié)全都是旋轉(zhuǎn)的, 類似于人的手臂,工業(yè)機(jī) 器人中最常見的結(jié)構(gòu)。它的工作范圍較為復(fù)雜。,關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人,5. 平面關(guān)節(jié)型,SCARA機(jī)器人常用于裝配作業(yè), 最顯著的特點(diǎn)是它們 在x-y平面上的運(yùn)動具有較大的柔性, 而沿z軸具有很強(qiáng) 的剛性, 所以, 它具有選擇性的柔性。這種機(jī)器人在裝 配作業(yè)中獲得了較好的應(yīng)用。,平面關(guān)節(jié)機(jī)器人的工作空間,小結(jié),注意:不同的書上,運(yùn)動簡圖的符號表示可能不一樣。,(a)表示手指(末端執(zhí)行器); (b)表示垂直、升降運(yùn)動; (c)表示水平伸縮運(yùn)動; (d)表示回轉(zhuǎn)運(yùn)動; (e)表示
13、俯仰運(yùn)動。,附:工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu),機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,關(guān)節(jié)坐標(biāo)式,機(jī)器人手部特點(diǎn)與分類,手部特點(diǎn): 與手腕相連可拆卸,電、氣、液接口,根據(jù)對象不同可以方便拆卸更換; 末端執(zhí)行器,手,爪,工具; 通用性差,專用裝置,某類工件某項作業(yè)任務(wù); 獨(dú)立部件,機(jī)身、手臂和手部,完成作業(yè)好壞以及柔性作業(yè)好壞的關(guān)鍵部件;,機(jī)器人的手部是是最重要的執(zhí)行機(jī)構(gòu),從功能和形態(tài)上看,它可分為工業(yè)機(jī)器人的手部和仿人機(jī)器人的手部。,常用的手部按其握持原理可以分為夾持類和吸附類兩大類。,(一)夾鉗式手部,常用形式,由手指(手爪)、驅(qū)動裝置、傳動機(jī)構(gòu)和承接支架組成,通過手爪開閉動作實現(xiàn)夾持;,手指,直接與物件接觸,張開與閉合實現(xiàn)了對
14、物件的松開和夾緊; 適當(dāng)?shù)拈_閉范圍,足夠握力,相應(yīng)精度; 通常兩個手指,或三個,結(jié)構(gòu)形式取決于被夾持工件的形狀和特性; V形指:圓柱形, 平面指:方形工件; 尖指:小型或柔性工件; 專用:形狀不規(guī)則工件;,手指面,根據(jù)工件形狀、大小、及被夾持部位材質(zhì)軟硬、表面性質(zhì)不同,有光滑值面、齒形指面和柔性指面; 光滑指面:指面平整光滑,已加工表面受損 齒形指面:指面有齒紋,毛坯或半成品,增加摩擦力,確保夾緊可靠; 柔性指面:指面鑲襯橡膠、泡沫、石棉等,夾持已加工表面、熾熱件,或薄壁件或脆性工件,增加摩擦,保護(hù)工件表面,隔熱等;,(二)吸附式手部,依靠吸附力取料,分氣吸附和磁吸附兩種,適用于爪取大平面、易
15、碎、微小物體; 氣吸式手部是常用的一種吸持式裝置,利用吸盤內(nèi)壓力和大氣壓力差工作,由吸盤、吸盤架及進(jìn)排氣系統(tǒng)組成,結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、使用方便;應(yīng)用于非金屬材料(板材、紙張、玻璃等)或不可有剩磁的材料吸附;要求物體表面平整光滑,無透氣空隙; 形成壓力差方式:真空吸附、氣流負(fù)壓吸附、擠壓吸附;,(1)真空吸附式手部,真空泵產(chǎn)生真空,真空度高,吸力大,工作可靠,成本高; 橡膠盤,靠近物體表面,抽真空,吸附;接通大氣,放下;,(2)氣流負(fù)壓氣吸式手部,壓縮空氣高速流經(jīng)噴嘴,腔內(nèi)氣體被高速氣流帶走形成負(fù)壓,完成取物;切斷壓縮空氣即可釋放; 壓縮空氣取來方便,成本低;,(3)擠壓排氣式手部,取料時吸盤壓緊物體,吸盤變形,擠出多余氣體,手部上升靠吸盤恢復(fù)力形成負(fù)壓將物體吸住;壓下推桿連同大氣釋放; 結(jié)構(gòu)簡單,吸附力小,防止漏氣,不宜長期保持;,磁吸式手部,依靠永磁體或電磁鐵的磁力吸附,單位面積吸力大,對工件表面粗糙度、通孔、溝槽無特殊要求,但只對鐵磁物體起作用,被吸工件存在剩磁,鐵屑;,仿人機(jī)器人的手部,目前
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 中央空調(diào)拆除及安裝維修施工組織方案與技術(shù)措施
- 汽車電子系統(tǒng)集成專業(yè)畢業(yè)實習(xí)報告范文
- 2025年幼兒園教學(xué)副園長家校合作述職報告范文
- 制造業(yè)合同管理人員職責(zé)
- 基因編輯遞送載體市場應(yīng)用前景預(yù)測報告
- 中部地區(qū)工業(yè)園區(qū)升級改造方案
- 大數(shù)據(jù)驅(qū)動的金融科技行業(yè)發(fā)展趨勢報告
- 拔罐療法與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究的交叉融合-洞察闡釋
- 智能化開采系統(tǒng)構(gòu)建-洞察闡釋
- 漁業(yè)資源可持續(xù)發(fā)展策略與政策-洞察闡釋
- 2025年廣東省高考生物真題(解析版)
- 2024年哈爾濱市道里區(qū)執(zhí)法輔助人員招聘考試真題
- 2025年7月自考13811績效管理試題及答案含解析
- 2025年中學(xué)教師資格考試《綜合素質(zhì)》教育法律法規(guī)經(jīng)典案例分析及強(qiáng)化試題集(含答案)
- CGF生長因子在口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
- 互聯(lián)網(wǎng)新聞信息服務(wù)安全評估報告模板(2025年7月修訂)
- 《等腰三角形的性質(zhì)》課件
- 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與船舶行業(yè)融合應(yīng)用參考指南 2025
- 應(yīng)征公民政治考核表(含示例)
- 南通國家級南通經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)公開招聘招商人員筆試歷年參考題庫附帶答案詳解析
- 2025年廣東省深圳市中考道德與法治 總復(fù)習(xí)法治教育檢測卷(含答案)
評論
0/150
提交評論