機械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計-89機械系統(tǒng)創(chuàng)新實例-閱讀頁
2025-02-28 12:41本頁面
【正文】 示的結(jié)果。 2. 工業(yè)機器人概述 （ 1）工業(yè)機器人的組成 （ 2）工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)特點 （ 3）工業(yè)機器人的基本參數(shù)及其特性 （ 4）工業(yè)機器人的坐標形式 （ 5）工業(yè)機器人關(guān)節(jié) （ 6）工業(yè)機器人傳動元件 （ 1）工業(yè)機器人的組成 機械系統(tǒng) 機械系統(tǒng)又稱為操作系統(tǒng)，是工業(yè)機器人的執(zhí)行機構(gòu)。分析時可簡化為連桿與關(guān)節(jié)。工作不僅要求末端達到指定的位置，還要求具有正確的方向 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)由計算機組成，一般分為兩個部分： 一部分是控制計算機，他在系統(tǒng)軟件的支持下，實現(xiàn)對應用軟件的編譯，相鄰基點的差補運算，各點的運動學動力學綜合，對操作及作業(yè)對象的信息采集處理，以及對整個系統(tǒng)的故障檢測診斷和預報。 驅(qū)動系統(tǒng) 包括驅(qū)動器和傳動系統(tǒng) ： 驅(qū)動器：電機驅(qū)動（直流伺服電機、 交流伺服電機、步進電機）；液壓氣動驅(qū)動。傳動機構(gòu)種類很多，安性能可分為：固定速比式和無極變速式；按運動方式可分為：回轉(zhuǎn) ——回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn) ——直線，直線 ——回轉(zhuǎn)，直線 ——直線。前者主要是傳感器組，后者靠運行軟件實現(xiàn)。 因為連桿系末端是無法加以支承的，并且隨連桿系在空間位姿的變化而變化。 因為每個連桿都具有獨立的驅(qū)動器，各連桿之間的運動各自獨立，互不約束。 因為連桿的控制屬于伺服控制型，連桿驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的瞬態(tài)過程的變化是非常復雜的，并且與執(zhí)行件反饋信號有關(guān)。 因為連桿的受力狀態(tài)、剛度條件、和動態(tài)性能都隨位姿的變化而變化 。 人類：手臂質(zhì)量為 4~9kg，抓重為15~25kg，則（抓重 /自重） =3~4。 有利于提高末端的定位精度，對編程軌跡的跟蹤精度，降低對控制系統(tǒng)的要求與造價等。 其目的在于避開機器人的工作頻率，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定。 自由度 ： F=∑fi （式中 fi為每個關(guān)節(jié)的自由度，末端自由度不計）一般工業(yè)用機器人具有 4至 6個自由度。冗余自由度的存在增加了工作的靈活性，但也增加了編成的難度，并使機器的結(jié)構(gòu)剛度與運動精度下降。機器人的有效負載除受到驅(qū)動功率的限制外，還受到材料、環(huán)境、運動參數(shù)（如速度、加速度及其方向）的限制。然而，這種負荷能力只有在太空中失重條件下才有可能達到。 運動精度 ： 機器人機械系統(tǒng)精度涉及位置精度、重復位置精度和系統(tǒng)分辨率。 速度 ： 速度和加速度是表明機器人運動特性的主要指標。 動態(tài)特性 ： 結(jié)構(gòu)動態(tài)參數(shù)常用質(zhì)量、慣性矩、剛度、阻尼系數(shù)、固有頻率和振動模態(tài)來表征。其三個基本關(guān)節(jié)均為移動關(guān)節(jié)，即實現(xiàn)升降、伸縮和平移動作。該結(jié)結(jié)構(gòu)簡單，運動直觀性強，便于提高精度。約占機器人總產(chǎn)量的 14%左右。其三個基本關(guān)節(jié)中，兩個為移動關(guān)節(jié)，一個為轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。該結(jié)構(gòu)運動直觀性強，占據(jù)空間小，結(jié)構(gòu)緊湊，工作范圍大。約占機器人總產(chǎn)量的 47%左右。其三個基本關(guān)節(jié)中，兩個為轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，一個為移動關(guān)節(jié)。該結(jié)構(gòu)與圓柱型相比，在占據(jù)同樣空間下工作范圍擴大了，由于具有俯仰自由度，可以完成從地面提取工件。約占機器人總產(chǎn)量的 13%左右。它是一種廣泛化使用的擬人化機器人。其末端軌跡為球體。但運動直觀性差，驅(qū)動控制較復雜。 （ 5）工業(yè)機器人關(guān)節(jié) ? 平移關(guān)節(jié)： 要求 ：無間隙、高剛度、摩 擦系數(shù)小、慣量小、穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊。 類型 ：滾動軸承（要求滾道合理，質(zhì)量輕，強度好，彈性模量高，精度高） 小位移運動機構(gòu) 在機器人工作中有許多頻繁小位移運動場合，為適應這一條件，并保持較高的位置精度，小位移運動機構(gòu)必須有一定的柔性。常用的有平板彈簧；以及金屬 ——橡膠疊片式兩類。 ?原動機與計算機控制系統(tǒng) 原動機主要有伺服電機與放大器等組成。 自行車的演變與發(fā)展 1816~1818： 用兩腿交替蹬地來推動車子 前進（法） 1830：曲柄連桿機構(gòu)，后輪驅(qū)動（蘇格蘭鐵匠） 1865：曲柄至于前輪，前輪驅(qū)動。（法） 1879：鏈傳動自行車，后輪驅(qū)動。時省力） 高速自行車 ： 采用躺式結(jié)構(gòu)，已發(fā)揮最大動力，減少風阻面積；雙級鏈傳動升速；以高強度碳纖維復合材料注塑整體車座和大梁，鋁鑄鏈套和中軸套，以減輕車重；采用宇航粘合劑取代傳統(tǒng)緊固件，增加強度，減少振動；運用空氣動力學原理對車外罩形狀進行優(yōu)化設(shè)計，以減小阻力。 塑料自行車 ： 碳纖維材料 。 小型自行車 ： 便于攜帶，可拆卸
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