机器人的机械结构介绍.ppt

机器人的机械结构 ————专业 学号 姓名 * 概述： ?机器人自诞生之日起?，便显示出其强大的生命力，机器人首先在工业生产中得到了广泛应用，并给传统工业带来了质的飞跃。它不仅提高了传统产业的自动化程度，提高了劳动生产率而且还推动了以资源消耗低环境污染少为特征的新型工业的诞生随着人类在机械工程、电气工程、微电子技术、计算机技术、控制论、传感技术、信息学、声学、仿生学、及人工智能等学科领域的飞速发展，机器人技术的应用也正在向农业、林业、畜牧、养殖、海洋开发、宇宙探索、国防建设、安全救济、生物医学、服务娱乐等新领域拓展开来，并已取得显著进展，机器人技术已成为高科技应用领域中的重要组成部分。?? * 一 机器人机械结构的组成 由于应用场合的不同，机器人结构形式有多种多样，各组成部分的驱动方式、传动原理和机械结构有各种不同的类型。通常根据机器人各部分功能，其机械部分主要由以下部分组成。 * (1)手部?? 机器人为进行作业，在手腕上配置了操作机构，有时也称为手抓或末端操作器。? (2)手腕?? 手腕是连接手部和手臂的部件，主要作用是改变手部的空间方向和将作业裁荷传递到手臂。? (3)手臂?? 联接机身和手腕的部分，主要作用于改变手部的空间位置，满足机器人的作业空间，并将各种裁荷传递到基座。?? (4)机身?? 机器人的基础部分，起支撑作用。对固定机器人，直接连接在地面基础上，对移动式机器人，则安装在移动机构上。? 机器人机械结构的组成 * 二 机身和臂部结构? * 2.1 机身结构 机身是直接联接、支撑和传动手臂及行走机构的部件。它是由臂部运动（升降、平移、回转、俯仰）机构及有关的导向装置、支撑件等组成。由于机器人的运动形式、使用条件、负载能力各不相同，所采用的驱动装置、传动机构、导向装置也不同，致使机身结构有很大差异。 常用的机身结构：1）升降回转型机身结构；2）俯仰型机身结构；3）直移型机身结构；4）类人机器人机身结构。 机身和臂部结构? * 2.2 臂部结构 手臂部件（简称臂部）是机器人的主要执行部件，它的主要作用是支撑腕部和手部，并带动他们在空间运动。机器人的臂部主要包括臂杆以及与其伸缩、屈伸或自转等运动有关的构件，如传动机构、驱动装置、导向定位装置、支撑连接和位置检测元件等。此外，还有与腕部或臂部的运动和联接支撑等有关的构件、配管配线等。 根据臂部的运动和布局、驱动方式、传动和导向装置的不同，可分为：1）伸缩型臂部结构；2）转动伸缩型臂部结构；3）屈伸型臂部机构；4）其他专用的机械转动臂部结构。 机身和臂部结构? * 2.3机身和臂部的配置形式 机身和臂部的配置形式基本反映了机器人的总体布局。由于机器人的运动要求、工作对象、作业环境和场地等因素的不同，出现了各种不同的配置形式。目前常用的有如下几种形式： （1）横梁型 （2）立柱式 （3）机座式 （4）屈伸式 机身和臂部结构? * 2.3.1 横梁式 运动形式大多为直移型 (1)单臂悬挂式 (2)双臂悬挂式 (3)多臂悬挂式 机身和臂部结构? * 2.3.2 立柱式 这类机器人多采用回转型、俯仰型或曲伸型 （1）单臂 （2）双臂 机身和臂部结构? * 2.3.3.机座式 各种运动形式 均可设计成机座式 (1)手臂配置在 机座顶端 (2)手臂配置在 机座立柱中间 机身和臂部结构? * 2.3.4 曲伸式 (1)平面屈伸 (2)SCARA机器人 (3)空间屈伸 * 三 手腕结构 手腕是联接手臂和手部的结构部件，它的主要作用是确定手部的作业方向。因此它具有独立的自由度，以满足机器人手部完成复杂的姿态。 要确定手部的作业方向，一般需要三个自由度，这三个回转方向为： 1）臂转 绕小臂轴线方向的旋转。 2）手转 使手部绕自身的轴线方向旋转。 3）腕摆 使手部相对于臂进行摆动。 * 1.单自由度手腕 2.两自由度手腕 两种结构: a.汇交式 b.偏置式 手腕结构? * 3.三自由度手腕: a.偏交型 b.汇交型 c.球形汇交型 d.中空偏交型 e.汇形偏交型 手腕结构? * 四 手部结构 机器人的手部是最重要的执行结构，从功能和形态上看，它可分为工业机器人的手部和仿人机器人的手部。目前，前者应用较多，也不叫成熟。 工业机器人的手部是用来握持工件和工具的部件。由于被握持工件的形状、尺寸、重量、材质及表面状态的不同，手部结构是多种多样的。大部分的手部结构都是根据特定的工件要求而专门设计的。各种手部的工作原理不同，故其结构形态各异。常用的手部按其握持原理可分为夹持类和吸附类两大类。 * 4.1 夹持类 夹持类手部除常用的夹钳式外，还有托勾式和弹簧式。此类手部按其手指加持工件时的运动方式不同，又可分