機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)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(jī)器人設(shè)計(jì)思考題與習(xí)題1. 工業(yè)機(jī)器人的定義是什么？操作機(jī)的定義是什么？答：我國國家標(biāo)準(zhǔn)GT/T126431997《工業(yè)機(jī)器人詞匯》將工業(yè)機(jī)器人定義為“是一種能自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度操作機(jī)，能搬運(yùn)物料、工件或夾持工具，用以完成各種作業(yè)”；將操作機(jī)定義為“具有和人手臂相似的動(dòng)作功能，可在空間抓放物體或進(jìn)行其它操作的機(jī)械裝置”。2. 工業(yè)機(jī)器人由哪幾部分組成？并比較它與數(shù)控機(jī)床組成的區(qū)別。答：工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)、驅(qū)動(dòng)單元和控制裝置組成。數(shù)控機(jī)床一般由機(jī)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(jī)械本體，機(jī)器人操作機(jī)通常由末端執(zhí)行器、手腕、手臂和機(jī)座組成，而數(shù)控機(jī)床機(jī)械本體通常包含主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件 、支承部件、冷卻潤滑、排屑等部分。3. 工業(yè)機(jī)器人的基本功能和基本工作原理是什么？它與機(jī)床主要有何相同和不同之處？答：工業(yè)機(jī)器人基本功能是提供作業(yè)所需的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其基本工作原理是通過操作機(jī)上各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)手部作業(yè)的動(dòng)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(jī)器人與機(jī)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(yùn)動(dòng)來實(shí)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(jī)床是以直角坐標(biāo)形式運(yùn)動(dòng)為主，而機(jī)器人是以關(guān)節(jié)形式運(yùn)動(dòng)為主；機(jī)床對(duì)剛度、精度要求很高，其靈活性相對(duì)較低；而機(jī)器人對(duì)靈活性要求很高，其剛度、精度相對(duì)較低4. 工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)類型有哪幾類？各種類型的特點(diǎn)如何？答：工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)類型有如下四類：關(guān)節(jié)型機(jī)器人，其特點(diǎn)是關(guān)節(jié)一般為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(jī)器人，其特點(diǎn)是按球坐標(biāo)形式動(dòng)作（運(yùn)動(dòng)），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(jī)器人，其特點(diǎn)是按圓柱坐標(biāo)形式動(dòng)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(jī)器人，其特點(diǎn)是按直角坐標(biāo)形式動(dòng)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(jī)器人的坐標(biāo)系？分析圖45所示的PUMA機(jī)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(duì)坐標(biāo)系XYZ，機(jī)座坐標(biāo)系X0Y0Z0和機(jī)械接坐標(biāo)系XmYmZm的取法參考GBT169771997《工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)命名》。 關(guān)節(jié)坐標(biāo)系XiYiZi以下簡(jiǎn)明的方法確定： (1)確定基準(zhǔn)狀態(tài) —般可取機(jī)器人處于機(jī)械原點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)作為基準(zhǔn)狀態(tài)。也可以取機(jī)器人各關(guān)節(jié)軸線(或大部分關(guān)節(jié)軸線)與機(jī)座直角坐標(biāo)系軸線平行時(shí)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(yùn)動(dòng)方向一致。對(duì)于回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，取Zi
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