【正文】 2023/2/12 77 77 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 2．帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng) ? 1) 同步帶傳動(dòng) ? 同步帶的傳動(dòng)面上有與帶輪嚙合的梯形齒。因無(wú)滑動(dòng)，它除了用做動(dòng)力傳動(dòng)外還適用于定位。 ? 但是，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)滾子與鏈輪之間的碰撞會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲和振動(dòng)，只有在低速時(shí)才能得到滿(mǎn)意的效果。 ? 繩傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是： 鋼絲繩強(qiáng)度大，各方向上的柔軟性好，尺寸小，預(yù)載后有可能消除傳動(dòng)間隙。鋼帶傳動(dòng)適合于有限行程的傳動(dòng)。 2023/2/12 83 2023/2/12 83 83 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 一、臂部設(shè)計(jì)的基本要求 ? ? 2．導(dǎo)向性要好 ? ? 4．運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)、定位精度要高 2023/2/12 84 2023/2/12 84 84 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 二、手臂的常用結(jié)構(gòu) ? ? 機(jī)器人手臂的伸縮、橫向移動(dòng)均屬于直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 ? 由于活塞油 (氣 )缸的體積小、重量輕，因而在機(jī)器人的手臂結(jié)構(gòu)中應(yīng)用比較多。 ? 機(jī)器人工作時(shí)，臂部所受的負(fù)荷主要有慣性力、摩擦力和重力等。 ? 其驅(qū)動(dòng)力可按下式計(jì)算： 三、臂部運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 q m gP F F??mFgF各支承處的摩擦阻力 (N) 啟動(dòng)過(guò)程中的慣性力 (N)，其大小可按下式估算 gF Ma?2023/2/12 88 2023/2/12 88 88 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 gF M a?Vat???V?t? M— 手臂伸縮部件的總質(zhì)量 (kg)； a啟動(dòng)過(guò)程中的平均加速度。如果臂部從靜止?fàn)顟B(tài)加速到工作速度 v時(shí)，則這個(gè)過(guò)程的速度變化量就等于臂部的工作速度； —升降速過(guò)程所用時(shí)間 (s) 。由于升速過(guò)程一般不是等加速運(yùn)動(dòng)，故最大驅(qū)動(dòng)力矩要比理論平均值大一些，一般取平均值的 。m)； 啟動(dòng)時(shí)慣性力矩 (N 2023/2/12 91 2023/2/12 91 91 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 一、概述 ? 工業(yè)機(jī)器人的腕部是聯(lián)接手部與臂部的部件，起支承手部的作用。 2023/2/12 92 2023/2/12 92 92 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 為了使手部能處于空間任意方向，要求腕部能實(shí)現(xiàn)對(duì)空間三個(gè)坐標(biāo)軸 x、y、 z的轉(zhuǎn)動(dòng)，即具有翻轉(zhuǎn)、俯仰和偏轉(zhuǎn)三個(gè)自由度，如圖 5— 36所示。 2023/2/12 93 2023/2/12 93 93 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 二、手腕的分類(lèi) ? 按自由度數(shù)目來(lái)分類(lèi) ? 手腕按自由度數(shù)目來(lái)分，可分為單自由度手腕，二自由度手腕，三自由度手腕。 ? 不能由兩個(gè) R關(guān)節(jié)組成 RR手腕，因?yàn)閮蓚€(gè) R關(guān)節(jié)共軸線(xiàn)。 2023/2/12 95 2023/2/12 95 95 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 (3)三自由度手腕． ? 三自由度手腕可以由 B關(guān)節(jié)和 R關(guān)節(jié)組成許多種形式 。 ? 機(jī)器人的手部 也叫做末端執(zhí)行器，它是裝在機(jī)器人手腕上直接抓握工件或執(zhí)行作業(yè)的部件。手部與手腕有機(jī)械接口，也可能有電、氣、液接頭。 ? (3) 手部的通用性比較差。 彈鋼琴的機(jī)器人 2023/2/12 98 2023/2/12 98 98 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 二、手部的分類(lèi) ? 1．按用途分 ? 1) 手爪 ? 主要功能是：抓住工件，握持工件，釋放工件。 ? 握持 —— 確保工件在搬運(yùn)過(guò)程位置和姿態(tài)的準(zhǔn)確性。 2023/2/12 99 2023/2/12 99 99 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 二、手部的分類(lèi) ? 2) 工具 ? 工具是進(jìn)行某種作業(yè)的專(zhuān)用工具 ，如噴漆槍、焊具等，如圖 。 2023/2/12 101 2023/2/12 101 101 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 3．按手指或吸盤(pán)數(shù)目分 ? (1) 按手指數(shù)目分 :二指手爪、多指手爪。 ? (3) 吸盤(pán)式手爪按吸盤(pán)數(shù)目分 ：?jiǎn)挝P(pán)式手爪、多吸盤(pán)式手爪。 ? (2) 智能化手爪 。 ? 機(jī)械特性： 質(zhì)量、 材料、 表面狀態(tài)、 工件溫度等。 2023/2/12 105 2023/2/12 105 105 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 3．機(jī)器人作業(yè)順序 ? 一臺(tái)機(jī)器人在齒輪箱裝配作業(yè)中需要搬運(yùn)齒輪和軸，并進(jìn)行裝配。必要的時(shí)候可采用多指手爪，以增加手部作業(yè)的柔性。 ? 接口匹配： 手爪是可以更換的，手爪形式可以不同，但是與手腕的機(jī)械接口必須相同。 2023/2/12 107 2023/2/12 107 107 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 5．環(huán)境條件 ? 作業(yè)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境狀況很重要，比如高溫、水、油等不同環(huán)境會(huì)影響手爪的工作。 ? 氣動(dòng)手爪的優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，容易維修，而且開(kāi)合迅速，重量輕。 2023/2/12 109 2023/2/12 109 109 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 圖 氣動(dòng)手爪 ，氣缸 4中壓縮空氣推動(dòng)活塞 3使連桿齒條 2作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)扇形齒輪 1帶動(dòng)平行四邊形機(jī)構(gòu)，使爪鉗 5快速開(kāi)合。 ? 夾緊工件的接觸點(diǎn)越多，所要求的夾緊力越小，對(duì)夾持工件來(lái)說(shuō)顯得更安全。 2023/2/12 111 2023/2/12 111 111 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 2．磁力吸盤(pán)設(shè)計(jì) ? 磁力吸盤(pán)有電磁吸盤(pán)和永磁吸盤(pán)兩種。 ? 圖 盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。 ? 真空式吸盤(pán)要求工件表面平整光滑、干燥清潔，同時(shí)氣密性要好。 ? 采用真空泵能保證吸盤(pán)內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生負(fù)壓，所以這種吸盤(pán)比其他形式吸盤(pán)的吸力大。 圖 氣流負(fù)壓吸盤(pán) 2023/2/12 115 2023/2/12 115 115 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 3) 擠氣負(fù)壓吸盤(pán) ? 圖 。 2023/2/12 117 2023/2/12 117 117 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 4．真空吸盤(pán)的新設(shè)計(jì) ? (1) 自適應(yīng)吸盤(pán)。 2023/2/12 118 2023/2/12 118 118 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 4．真空吸盤(pán)的新設(shè)計(jì) ? (2) 異形吸盤(pán)。通常吸盤(pán)只能吸附一般的平整工件，而該異形吸盤(pán)可用來(lái)吸附雞蛋等物件，擴(kuò)大了真空吸盤(pán)在工業(yè)機(jī)器人上的應(yīng)用。 2023/2/12 120 2023/2/12 120 120 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 一、機(jī)身設(shè)計(jì) ? 機(jī)身是支承臂部的部件。 ? 機(jī)身設(shè)計(jì)時(shí)要注意下列問(wèn)題： ? (1)要有足夠的剛度和穩(wěn)定性； ? (2)運(yùn)動(dòng)要靈活，升降運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)套長(zhǎng)度不宜過(guò)短，避免發(fā)生卡死現(xiàn)象，一般要有導(dǎo)向裝置； ? （ 3)結(jié)構(gòu)布置要合理。因擺動(dòng)油缸安置在升降活塞桿的上方，故活塞桿的尺寸要加大。 ? (3) 鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 鏈條鏈輪傳動(dòng)是將鏈條的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)殒溳喌幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它的回轉(zhuǎn)角度可大于 360176。 2023/2/12 123 2023/2/12 123 123 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 2．回轉(zhuǎn)與俯仰機(jī)身 ? 機(jī)器人手臂的俯仰運(yùn)動(dòng)一般采用活塞油 (氣 )缸與連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 2023/2/12 124 2023/2/12 124 124 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 (力矩 )計(jì)算 ? （ 1）垂直升降運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 ? 作垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，除克服摩擦力之外，還要克服機(jī)身自身運(yùn)動(dòng)部件的重力和其支承的手臂、手腕、手部及工件的總重力以及升降運(yùn)動(dòng)的全部部件慣性力，故其驅(qū)動(dòng)力可按下式計(jì)算： q m g? ? ?P F F W2023/2/12 125 2023/2/12 125 125 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 mFgF為各支承處的摩擦力 (N)； 為啟動(dòng)時(shí)的總慣性力 (N)； W為運(yùn)動(dòng)部件的總重力 (N)；對(duì)于式中的正、負(fù)號(hào)，上升時(shí)為正，下降時(shí)為負(fù)。m)； ：為各回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件的總慣性力矩 (N 2023/2/12 127 2023/2/12 127 127 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 g0MJ t????式中： ??為升速或制動(dòng)過(guò)程中的角速度增量 (rad/s)； ?t為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)升速過(guò)程或制動(dòng)過(guò)程的時(shí)間； J0為全部回轉(zhuǎn)零部件對(duì)機(jī)身回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 ? 行走機(jī)構(gòu) 由行走的驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、位置檢測(cè)元件、傳感器、電纜及管路等組成。 ? 固定軌跡式 行走機(jī)構(gòu)主要用于工業(yè)機(jī)器人。 2023/2/12 129 2023/2/12 129 129 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 2．固定軌道可移動(dòng)機(jī)器人 ? 該機(jī)器人機(jī)身底座安裝在一個(gè)可移動(dòng)的拖板座上，靠絲杠螺母驅(qū)動(dòng)，整個(gè)機(jī)器人沿絲杠縱向移動(dòng)。 2023/2/12 130 2023/2/12 130 130 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 ? 無(wú)軌行走機(jī)器人必須具備功能完備的外部傳感器，能對(duì)環(huán)境進(jìn)行了解和判斷，能對(duì)環(huán)境中發(fā)生的事件進(jìn)行監(jiān)視和反應(yīng)．機(jī)器人具備自我規(guī)劃能力，包括任務(wù)分解，任務(wù)排序，信息資源管理，以及幾何規(guī)劃等。這些輪子能夠在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下自由地轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)器人移動(dòng)。 這種輪系存在的問(wèn)題是機(jī)器人 的穩(wěn)定性不夠，容易傾倒，而且運(yùn) 動(dòng)穩(wěn)定性隨著負(fù)載輪子的相對(duì)位置 不同而變化；在輪子與地面的接觸 點(diǎn)從一個(gè)滾輪移到另一個(gè)滾輪上的 時(shí)候，還會(huì)出現(xiàn)顛簸。但是，要保證四組輪子同時(shí)和地面接觸，必須使用特殊的輪系懸掛系統(tǒng)。 圖 兩足步行式機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)原理圖 雙足機(jī)器人 四足機(jī)器人 六足機(jī)器人 2023/2/12 134 2023/2/12 134 134 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 4) 履帶式行走機(jī)器人 ? 履帶式行走的特點(diǎn)：可以在有些凹凸的地面上行走；可以跨越障礙物；能爬梯度不太高的臺(tái)階。 2023/2/12 135 2023/2/12 135 135 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 5) 其他行走機(jī)器人 圖 能在壁面上爬行的機(jī)器人 2023/2/12 136 2023/2/12 136 136 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ) 2023/10/31 演講完畢，謝謝觀看！