機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-09-11 22:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的眼睛有兩種方法：①用攝像機(jī)輸入圖像，然后用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行圖像識(shí)別與分析；②建立模擬生物眼系統(tǒng)，這是與神經(jīng)計(jì)算機(jī)相配合的視覺系統(tǒng)。硅視網(wǎng)膜是新型機(jī)器眼，硅視網(wǎng)膜由一系列光學(xué)傳感器組成，每個(gè)傳感器覆蓋一小部分圖像區(qū)，其功能與人眼的功能十分相似。 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例 ⑸ 機(jī)器人的鼻子 嗅覺研究難度較大，因它不僅與探測(cè)的化學(xué)組成有關(guān)，還與環(huán)境有關(guān)，而環(huán)境是隨時(shí)變化的。但近幾年已有所突破，現(xiàn)在開發(fā)的鼻子是 依靠以電子芯片為基礎(chǔ)的大量聚合物來鑒別各種氣味，并給出數(shù)字顯示的結(jié)果。 它對(duì)每種氣味都會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的“鑒別圖譜”，并以此作為判別各種氣味的依據(jù)，而不必分析其化學(xué)成分。 2 、 工業(yè)機(jī)器人 概述 ⑴工業(yè)機(jī)器人的組成 ①機(jī)械系統(tǒng) 機(jī)械系統(tǒng)又稱為操作系統(tǒng)，是工業(yè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？煞譃榛⒀?、臂部、腕部、和手部（末端）。分析時(shí)可簡(jiǎn)化為連桿與關(guān)節(jié)。末端即手部是直接參加工作部分，可以使用各種夾持器，也可以用各種工具，如焊槍、噴頭等。工作不僅要求末端達(dá)到指定的位置，還要求具有正確的方向 ②控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)組成，一般分為兩個(gè)部分：一部分是控制計(jì)算機(jī)，他在系統(tǒng)軟件的支持下，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用軟件的編譯，相鄰基點(diǎn)的差補(bǔ)運(yùn)算，各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)綜合，對(duì)操作及作業(yè)對(duì)象的信息采集處理，以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的故障檢測(cè)診斷和預(yù)報(bào)。另一部分是伺服控制器，他接受位移、速度及驅(qū)動(dòng)的指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)臂桿的加速和閉環(huán)伺服控制。 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例 ③驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 包括驅(qū)動(dòng)器和傳動(dòng)系統(tǒng) ：①驅(qū)動(dòng)器：電機(jī)驅(qū)動(dòng)（直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)）；液壓氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)。②傳動(dòng)系統(tǒng)：機(jī)器人對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)要求具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，無(wú)間隙，反應(yīng)快的特點(diǎn)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)種類很多，安性能可分為：固定速比式和無(wú)極變速式；按運(yùn)動(dòng)方式可分為：回轉(zhuǎn) —— 回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn) —— 直線，直線 —— 回轉(zhuǎn)，直線 —— 直線。③現(xiàn)代機(jī)器人除以上三大部分外，還應(yīng)包括智能系統(tǒng)，它由感知和決策兩部分組成。前者主要是傳感器組，后者靠運(yùn)行軟件實(shí)現(xiàn)。 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例 ⑵ 工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)可以簡(jiǎn)化為開式連桿機(jī)構(gòu)） ① 操作機(jī)的結(jié)構(gòu)剛度差。 因?yàn)檫B桿系末端是無(wú)法加以支承的，并且隨連桿系在空間位姿的變化而變化。 ② 操作機(jī)的運(yùn)動(dòng)靈活。 因?yàn)槊總€(gè)連桿都具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器，各連桿之間的運(yùn)動(dòng)各自獨(dú)立，互不約束。 ③ 對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度、間隙和運(yùn)動(dòng)精度要求高。 因?yàn)檫B桿的控制屬于伺服控制型，連桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的瞬態(tài)過程的變化是非常復(fù)雜的，并且與執(zhí)行件反饋信號(hào)有關(guān)。 ④ 極容易發(fā)生振動(dòng)與不穩(wěn)定現(xiàn)象。 因?yàn)檫B桿的受力狀態(tài)、剛度條件、和動(dòng)態(tài)性能都隨位姿的變化而變化。 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例 機(jī)器人性能良好的體現(xiàn) ① （抓重 /自重）盡量大。 人類：手臂質(zhì)量為 4~9kg，抓重為 15~25kg，則（抓重 /自重） =3~4。但機(jī)器人： （抓重 /自重） =1/20 ② 結(jié)構(gòu)靜態(tài)剛度盡可能好。 有利于提高末端的定位精度，對(duì)編程軌跡的跟蹤精度，降低對(duì)控制系統(tǒng)的要求與造價(jià)等。 ③ 盡量提高系統(tǒng)的固有頻率和改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 其目的在于避開機(jī)器人的工作頻率，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定。 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例 ⑶ 工業(yè)機(jī)器人的基本參數(shù)及其特性 ① 工作空間 :指機(jī)器人臂桿特定部位在一定條件下所能達(dá)到空間位置的集合。 ② 自由度： f=∑fi （式中 fi為每個(gè)關(guān)節(jié)的自由度，末端自由度不計(jì)）一般工業(yè)用機(jī)器人具有 4至 6個(gè)自由度。當(dāng)自由度增加到超過末端定位需要時(shí)，便出現(xiàn)了冗余自由度
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