(精品)工业机器人认知二.ppt

2.1工业机器人的机械系统2.2工业机器人本体机械结构工业机器人机械本体组成及要求2.工业机器人对机械本体有如下要求：工业机器人的手部由于机器人作业内容的差异（如搬运、装配、焊接、喷涂等）和作业对象的不同（如轴类、板类、箱类、包类物体等），手部的形式多样。综合考虑手部的用途、功能和结构持点，大致可分成：夹持式手部、吸附式手部及多指灵巧手。夹持式手部是最常见的一种，它一般由手指和驱动装置、传动机构和承接支架组成，能通过手抓的开闭动作实现对物件的夹持。其传力结构形式比较多，如滑槽杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、弹簧杠杆式等（1）手指手指是直接与物件接触的构件。手指的张开和闭合实现了松开和加紧物件。通常机器人的手部只有两个手指，也有三个或多个手指。它们的结构形式常取决于被夹持工件的形状和特性。（a）V形指（c）尖指（2）传动机构
传动机构是向手指传递运动和动力，以实现夹紧和松开动作的机构。传动机构按其运动方式分为回转型和移动型。
①回转型传动机构
回转型传动机构手部的手指是一对杠杆，再同斜楔、滑槽、连杆、齿轮、涡轮蜗杆或螺杆等机构组成复合杠杆传动机构，以改变传力比、传动比及运动方向等。回转型手指开闭角较小，结构简单，制造容易，应用广泛。杠杆滑槽式回转型手部双支点杠杆式回转型手部
1-驱动杆2-圆柱销3-铰销1-指座2-驱动杆3-铰销4-连杆4-手指5-V形指6-工件5-圆柱销6-圆柱销7-V形指8-工件平行指手爪机构（3）驱动装置
驱动装置是向传动机构提供动力的装置，它一般有液压、气动、机械等驱动方式。气动驱动手爪实物图2.吸附式手部①真空吸附手部图实物如图所示为，抓取物料时，碟形橡胶吸盘与物料表面接触，橡胶吸盘起到密封和缓冲两个作用，真空泵进行真空抽气，在吸盘内前形成负压，实现物料的抓取。放料时，吸盘内通入大气，失去真空后，物料放下。②气流负压吸附手部示意图如图所示，其工作原理为：压缩空气进入喷嘴后，利用伯努利效应（流体速度加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减小，反之压力会增加。为纪念这位科学家的贡献，这一发现被称为“伯努利效应”。③挤压排气式吸盘，对于轻小片状工件，还可以采用橡胶吸盘紧压工件表面，靠挤压力作用使吸盘内的空气被挤出，造成负压将工件吸住。（2）磁吸式手部1-磁盘2-防尘盖3-线圈4-外壳体
磁吸式手部适用于用铁磁材料做成的工件；不适用于由有色金属和非金属材料制成的工件；适用于被吸附工件上有剩磁也不影响其工作性能的工件；适用于定位精度要求不高的工件；适用于常温状况下工作，铁磁材料高温下的磁性会消失。3.多指灵巧手Utah／MIT四指灵巧手通常一个机器人配有多个手部装置或工具，因此要求手部与手腕处的接头具有通用性和互换性。手部一般用法兰式机械接口与手腕相连接，手部是可以更换的，手部形式可以不同，但是与手腕的机械接口必须相同，这就是接口匹配。具有通用接口的手部如图2-12所示。手部可能还有一些电、气、液的接口，由于手部的驱动方式不同造成。对这些部件的接口一定要求具有互换性。手部自重不能太大，工业机器人能抓取工件的重量是机器人承载能力减去手部重量。手爪自重要与机械手承载能力匹配工业机器人的手腕手腕结构的设计要求工业机器人的臂部1.手臂直线运动结构
机器人手臂的伸缩、升降及横向移动均属于直线运动，而实现手臂往复运动的机构较多，常用的有活塞油（气）缸、齿轮齿条机构、丝杠螺母机构及连杆机构等。手臂的设计要求（4）机器人各关节的轴承间隙要尽可能小，以减小机械间隙所造成的运动误差。因此，各关节都应有工作可靠、便于调整的轴承间隙调整机构。
（6）机器人手臂在结构上要考虑各关节的限位开关和具有一定缓冲能力的机械限位块，以及驱动装置，传动机构及其它元件的安装。工业机器人的腰部在设计机器人腰部结构时，要注意以下设计原则：

（1）腰部要有足够大的安装基面，用以保证机器人在工作时整体安装的稳定性。

（2）腰部要承受机器人全部的重量和载荷，因此，机器人的机座和腰部轴及轴承的结构要有足够大的强度和刚度，以保证其承载能力。
（4）腰部的回转运动要有相应的驱动装置，他包括驱动器电动、液压及气动）及减速器。驱动装置一般都带有速度与位置传感器，以及制动器。（5）腰部结构要便于安装调整。腰部与机器人手臂的联合要有可靠的定位基准面，以保证各关节的相互位置精度。要设有调整机构，用来调整腰部轴承间隙及减速器的传动间隙。

（6）为了减轻机器人运动部分的惯量，提高机器人的控制精度一般腰部回转运动部分的壳体是由比重较小的铝合金材料制成，而不运动的基座是用铸铁或铸钢材料制成。工业机器人的基座2.无固定轨迹式行走机构
(1)轮式行走机构工业机器人常用驱动方式与传动部件工业机器人常用驱动方式1．电机驱动
电机驱动是利用各种电动机产生的力或力矩，直接或间接经过减速机构