機器人結(jié)構(gòu)ppt課件(已修改)
2025-01-26 21:03 本頁面
【正文】 第二章 機器人基本結(jié)構(gòu) 邵長星 機器人基本構(gòu)成 ? 不同類型機器人機械、電氣、控制結(jié)構(gòu)不同； ? 機器人系統(tǒng)通常三大部分：機械部分、傳感部分和控制部分；六個子系統(tǒng)：驅(qū)動系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)、機器人環(huán)境交互系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成； 機械系統(tǒng) ? 機械系統(tǒng)又稱操作機或執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)，由一系列連桿、關(guān)節(jié)或其他形式的運動部件組成，通常包括機座、立柱、腰關(guān)節(jié)、臂關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)和手爪等，構(gòu)成多自由度機械系統(tǒng)。 ? 工業(yè)機器人機械系統(tǒng)由機身、手臂和末端執(zhí)行器組成，機身可具有行走機構(gòu)，手臂一般有上臂、下臂和手腕組成，末端執(zhí)行器直接裝在手腕上，可以是兩手指或多手指手爪，可以是噴漆槍、焊槍等作業(yè)工具。 驅(qū)動系統(tǒng) 感知系統(tǒng) ? 驅(qū)動系統(tǒng)主要指驅(qū)動機械系統(tǒng)的機械裝置，根據(jù)驅(qū)動源不同可分為電動、液壓、氣動三種或三者結(jié)合一起的綜合系統(tǒng)；驅(qū)動系統(tǒng)可以直接與機械系統(tǒng)相連，或通過皮帶、鏈條、齒輪等機械傳動機構(gòu)間接相連； ? 感知系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成，獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)信息，確定機械部件各部分的運行軌跡、狀態(tài)、位置和速度等信息，使機械部件各部分按預(yù)定程序和工作需要進行動作。智能傳感器的使用提高了機器人的機動性、適應(yīng)性和智能化水平。人類感知系統(tǒng)對外部信息獲取比較靈巧，但一些特殊信息傳感器感知更有效。 控制系統(tǒng) ? 控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來的信號支配機器人的執(zhí)行機構(gòu)完成規(guī)定的運動和功能。若不具備信息反饋特種，則為開環(huán)控制系統(tǒng)；具備信息反饋特征則為閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)控制原理可分為程序控制系統(tǒng)，適應(yīng)性控制系統(tǒng)，人工智能控制系統(tǒng)；根據(jù)控制運動形式分為點位控制和軌跡控制。 交互系統(tǒng) ? 機器人 環(huán)境交互系統(tǒng)是實現(xiàn)機器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。機器人可以與外部設(shè)備集成為一個功能單元，如加工制造單元、焊接單元、裝配單元等；也可以是多臺機器人、多臺機床、設(shè)備、零件存儲裝置等集成為一個可執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元。 ? 人機交互系統(tǒng)是操作人員參與機器人控制并與機器人進行聯(lián)系的裝置，如計算機終端、指令控制臺、信息顯示板及危險信號報警器等。主要有兩類：指令給定裝置和信息顯示裝置。 機器人主要技術(shù)參數(shù) ? 機器人的技術(shù)參數(shù)反映了機器人可勝任的工作、具有的最高操作性能等情況，是選擇、設(shè)計、應(yīng)用機器人所必須考慮的問題。主要技術(shù)參數(shù)有：自由度、分辨率、精度、重復(fù)定位精度、工作范圍、承載能力及最大速度等。 自由度 ? 機器人自由度是指機器人所具有的獨立坐標軸運動的數(shù)目，一般不包括手部（末端操作器）的開合自由度，表示了機器人動作靈活的尺度。 ? 一般描述一個物體的位置和姿態(tài)需要六個自由度； ? 機器人自由度是根據(jù)用途設(shè)計的，可多用六個自由度，也可小于六個自由度。 ? 三自由度機器人：底座水平轉(zhuǎn)動，上臂彎曲，肘彎曲； ? 自由度多通用性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，矛盾。工業(yè)機器人自由度選擇與生產(chǎn)要求有關(guān)：批量生產(chǎn)要求速度快、可靠性高，自由度可以少些；更換產(chǎn)品，增加柔性，自由度可多。工業(yè)機器人自由度一般 4~6個， 7個以上為冗余自由度，主要增加避障。 分辨率 ? 分辨率由系統(tǒng)設(shè)計檢測參數(shù)決定，受位置反饋檢測單元性能影響。 ? 分為編程分辨率和控制分辨率，統(tǒng)稱系統(tǒng)分辨率； ? 編程分辨率指程序中可以設(shè)定的最小距離單位，又稱基準分辨率。如電動機旋轉(zhuǎn) ，指尖移動直線距離 。 ? 控制分辨率是位置反饋回路能檢測到的最小位移量。如 1000線增量式碼盤， 。 精度 ? 機器人精度主要依賴于機械誤差、控制算法誤差和分辨率系統(tǒng)誤差。 ? 機械誤差主要產(chǎn)生于傳動誤差、關(guān)節(jié)間隙、連桿機構(gòu)撓性。傳動誤差由齒輪間隙、螺距誤差等引起；關(guān)節(jié)間隙由關(guān)節(jié)處的軸承間隙、諧波齒隙等引起；撓性隨機器人位形、負載變化而變化。 ? 控制算法誤差指算法能否得到精確描述的直接解和運算字長造成的 BIT誤差（小）； ? 分辨率系統(tǒng)誤差可取 1/2基準分辨率；機器人精度可以認為 1/2基準分辨率和機械誤差的綜合；若機械綜合誤差達到 1/2分辨率，則精度等于分辨率。 重復(fù)定位精度 ? 重復(fù)定位精度是關(guān)于精度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 ? 任何一臺機器人在同一環(huán)境、同一條件、同一動作、同一
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1