搬運機器人——畢業(yè)設(shè)計論文-全文預覽
【正文】 器人有大得多的相對空間（手腕可達到的最大空間體積與機器人本體外殼體積之比）和絕對工作空間，結(jié)構(gòu)緊湊，同時關(guān)節(jié)型機器人的動作和軌跡更靈活，因此該型機器人采用關(guān)節(jié)型機器人的結(jié)構(gòu)。為了使手部能達到工作空間的任意位置， 手臂一般至少有三個自由度，少數(shù)專用的工業(yè)機器人手臂自由度少于三個。能夠固定在移動裝置（如 AGV）上，以實現(xiàn)靈活移動。 電氣驅(qū)動是 20 世紀 90 年代后機器人系統(tǒng)應用最多的驅(qū)動方式。以 q,f, y 為坐 標，位置函數(shù)為 P = f (q ,f, y)，該型機器人的優(yōu)點是靈活性好，占地面積小，但剛度、精度較差。缺點是占地面積大、工作空間小。 (1) 按機器人的控制方法的不同，可分為點位控制型（ PTP），連續(xù) 軌跡控制型（ CP）： （ a） 點位控制型（ Point to Point Control ）：機器人受控運動方式為自一個點位目標向另一個點位目標移動，只在目標點上完成操作。 以移動副相連的關(guān)節(jié)稱為移動關(guān)節(jié)。 另外，與一般機械產(chǎn)品相比，機器人的機械設(shè)計在結(jié)構(gòu)的緊湊性、 靈巧性方面有更高的要求。因此，機器人是一個多輸入多輸出的、非線性、強耦合、位置時變的動力學系統(tǒng)，動力學分析十分復雜，因此，即使通過一定的簡化，也需要使用不同于一般機構(gòu)分析的專門分析方法。 第 2章 機器人方案的創(chuàng)成和機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 機器人機械設(shè)計的特點 串聯(lián)機器人機械設(shè)計與一般的機械設(shè)計相比，有很多不同之處。 因此，設(shè)計開發(fā)這樣一種可移動式、多自由度的小型機器人是有實 際意義的。 圖 11 工業(yè)機器人的一種典型應用 工業(yè)機器人固定在機床或加工中心旁邊，由它們完成對加工工件的 上、下料和裝夾作業(yè) ，通過輸送線運送工件，實現(xiàn)物流的運轉(zhuǎn)。 就目前來看，總的來說現(xiàn)代工業(yè)機器人有以 下幾個發(fā)展趨勢： a)提高運動速度和運動精度，減少重量和占用空間，加速機器人功能部件的標準化和模塊化，將機器人的各個機械模塊、控制模塊、檢測模塊組成結(jié)構(gòu)不同的機器人； b)開發(fā)各種新型結(jié)構(gòu)用于不同類型的場合，如開發(fā)微動機構(gòu)用以保證精度；開發(fā)多關(guān)節(jié)多自由度的手臂和手指；開發(fā)各類行走機器人，以適應不同的場合； c)研制各類傳感器及檢測元器件，如，觸覺、視覺、聽覺、味覺、和測距傳感器等，用傳感器獲得工作對象周圍的外界環(huán)境信息、位置信息、狀態(tài)信息以完成模式識別、狀態(tài)檢測。主要研究成果有：哈爾濱工業(yè)大學研制的兩足步行機器人，北京自動化研究所 1993 年研制的噴涂機器人， 1995 年完成的高壓水切割機器人，國家開放實驗和研究單位沈陽自動化研究所研制的有纜深潛 300m 機器人，無纜深潛機器人，遙控移動作業(yè)機器人， 2021 年國防科技大學研制的兩足類人機器人，北京 航空航天大學研制的三指靈巧手，華理工大學研制的點焊、弧焊機器人，以及各種機器人裝配系統(tǒng)等。1986年，我國開展了“七五”機器人攻關(guān)計劃。 機器人技術(shù)綜合了機械工程、電子工程、計算機技術(shù)、自動控制及 人工智能等多種科學的最新研究成果，是機電一體化技術(shù)的典型代表，是當代科技發(fā)展最活躍的領(lǐng)域。又如，萬能自動公司制成了由 25 臺機器人組成的汽車車輪生產(chǎn)自動線。這一時期，工業(yè)機器人在美國進入應用階段，例如，美國通用汽車公司 1968 年訂購了 68 臺工業(yè)機器人； 1969 年該公司又自行研制出 SAM 新工業(yè)機器人，并用 21組成電焊小汽車車身的焊接自動線；又如，美國克萊斯勒汽車公司32 條沖壓自動線上的 448 臺沖床都用工業(yè)機器人傳遞工件； （ 3） 1970 年至今一直處于推廣應用和技術(shù)發(fā)展階段。研究人員為了提高機器人系統(tǒng)的性能和智能水平，要求機器人系統(tǒng)具有開放結(jié)構(gòu)和集成各種外部傳感器的能力。 第三代機器人則能獨立地完成工作過程中的任務 ,它與電子計算機和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造單元 FMC(Flexible Manufacturing Cell)中的重要一環(huán)。自 1969 年從美國引進兩種典型機器人后，大力從事機器人的研究。執(zhí)行機構(gòu)是機器人賴以完成工作任務的實體，通常由連桿和關(guān)節(jié)組成，由驅(qū)動－傳動系統(tǒng)提供動力，按控制系統(tǒng)的要求完成工作任務。目前研究主要集中在賦予機器人“眼睛”，使它能識別物體和躲避障礙物，以及機器人的觸覺裝置。 機器人按照結(jié)構(gòu)形式的不同又可分為多種類型，其中關(guān)節(jié)型機器人以其結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間體積小，相對工作空間最大，甚至能繞過基座周圍的一些障礙物等這樣一些特點，成為機器人中使用最多的一種結(jié)構(gòu)形式，世界一些著名機器人的本體部分都采用這種機構(gòu)形式的機器人。工業(yè)中采用的鍛造操作機也屬于這一范疇。它是一種獨立的、不附屬于某一主機的裝置，可以根據(jù)任務的需要編制程序，以完成各項規(guī)定操作。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應性較強，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。在我國近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機械工業(yè)的重視。一般多自由度串聯(lián)機器人具有 4～ 6 個自由度，其中 2～ 3 個自由度決定了末端執(zhí)行器在空間的位置，其余 2～ 3 個自由度決定了末端執(zhí)行器在空間的姿態(tài)。工業(yè)機器人的定義為：“一種自動定位控制、可重復編程的、多功能的、多自由度的操作機。通過液壓缸的運動來實現(xiàn)搬運機器人的各關(guān)節(jié)運動，進而實現(xiàn)搬運機器人的實際作業(yè) 。目
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