機械制造裝備設(shè)計第四章習(xí)題答案(關(guān)慧貞)(已修改)
2025-07-04 04:59 本頁面
【正文】 第四章工業(yè)機器人設(shè)計思考題與習(xí)題1. 工業(yè)機器人的定義是什么？操作機的定義是什么？答：我國國家標(biāo)準(zhǔn)GT/T126431997《工業(yè)機器人詞匯》將工業(yè)機器人定義為“是一種能自動控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度操作機，能搬運物料、工件或夾持工具，用以完成各種作業(yè)”；將操作機定義為“具有和人手臂相似的動作功能，可在空間抓放物體或進(jìn)行其它操作的機械裝置”。2. 工業(yè)機器人由哪幾部分組成？并比較它與數(shù)控機床組成的區(qū)別。答：工業(yè)機器人由操作機、驅(qū)動單元和控制裝置組成。數(shù)控機床一般由機床本體、伺服系統(tǒng)和數(shù)控裝置組成。二者組成的區(qū)別主要在于機械本體，機器人操作機通常由末端執(zhí)行器、手腕、手臂和機座組成，而數(shù)控機床機械本體通常包含主運動部件、進(jìn)給運動部件 、支承部件、冷卻潤滑、排屑等部分。3. 工業(yè)機器人的基本功能和基本工作原理是什么？它與機床主要有何相同和不同之處？答：工業(yè)機器人基本功能是提供作業(yè)所需的運動和動力，其基本工作原理是通過操作機上各運動構(gòu)件的運動，自動地實現(xiàn)手部作業(yè)的動作功能及技術(shù)要求。在基本功能及基本工作原理上，工業(yè)機器人與機床有如下相同之處：二者的末端執(zhí)行器都有位姿變化要求；二者都是通過坐標(biāo)運動來實現(xiàn)末端執(zhí)行器的位姿變化要求。二者的主要不同之處有：機床是以直角坐標(biāo)形式運動為主，而機器人是以關(guān)節(jié)形式運動為主；機床對剛度、精度要求很高，其靈活性相對較低；而機器人對靈活性要求很高，其剛度、精度相對較低4. 工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)類型有哪幾類？各種類型的特點如何？答：工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)類型有如下四類：關(guān)節(jié)型機器人，其特點是關(guān)節(jié)一般為回轉(zhuǎn)運動副，靈活性好，工作空間范圍大（同樣占地面積情況下），但剛度和精度較低；球坐標(biāo)型機器人，其特點是按球坐標(biāo)形式動作（運動），靈活性好，工作空間范圍大，但剛度、精度較差；圓柱坐標(biāo)型機器人，其特點是按圓柱坐標(biāo)形式動作，靈活性較好，工作空間范圍較大，剛度、精度較好；直角坐標(biāo)型機器人，其特點是按直角坐標(biāo)形式動作，剛度和精度高，但靈活性差，工作空間范圍小。5. 如何選擇和確定機器人的坐標(biāo)系？分析圖45所示的PUMA機器人的坐標(biāo)系是如何確定的？答：坐標(biāo)系按右手定則確定。絕對坐標(biāo)系XYZ，機座坐標(biāo)系X0Y0Z0和機械接坐標(biāo)系XmYmZm的取法參考GBT169771997《工業(yè)機器人坐標(biāo)系和運動命名》。 關(guān)節(jié)坐標(biāo)系XiYiZi以下簡明的方法確定： (1)確定基準(zhǔn)狀態(tài) —般可取機器人處于機械原點時的狀態(tài)作為基準(zhǔn)狀態(tài)。也可以取機器人各關(guān)節(jié)軸線(或大部分關(guān)節(jié)軸線)與機座直角坐標(biāo)系軸線平行時的狀態(tài)作為基準(zhǔn)狀態(tài)。(2)關(guān)節(jié)坐標(biāo)軸軸線位置的選取 取Zi軸與i關(guān)節(jié)的運動方向一致。對于回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，取Zi
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