搬运机器人结构设计与分析_毕业设计
工业机器人搬运码垛毕业设计

工业机器人搬运码垛毕业设计引言工业机器人在现代制造业中扮演着重要的角色,其高效的搬运能力对于提高生产效率起着不可替代的作用。
码垛是工业机器人常见的任务之一,通过将货物从一处搬运到另一处,实现物料的堆叠和封装。
本文将探讨工业机器人搬运码垛的相关技术和其在毕业设计中的应用。
1.1 概述工业机器人搬运码垛是利用机器人系统完成货物的搬运任务。
相比传统的人工搬运,工业机器人搬运码垛具有高效、快速和精确的特点。
通过合理设置机器人的路径和动作,可以实现大规模、连续、高速的搬运作业,提高生产效率和质量。
1.2 目的本毕业设计的目的是设计并实现一套具有自主路径规划、机器人操作控制和人机交互功能的工业机器人搬运码垛系统。
通过研究和应用相关技术,提高搬运效率,减少人力成本,提高生产自动化水平。
正文2.1 自主路径规划在工业机器人搬运码垛过程中,路径规划是一个重要的环节。
通过合理的路径规划,可以保证机器人在有限的空间内有效地搬运货物。
目前,常见的路径规划方法有基于运动学的方法、基于力学的方法和基于视觉的方法等。
其中,基于视觉的路径规划方法在码垛任务中具有较好的应用效果。
通过视觉系统获取环境信息,并利用算法分析图像数据,可以实现机器人路径的自主规划。
2.2 机器人操作控制机器人操作控制是实现工业机器人搬运码垛的核心技术之一。
通过合理配置机器人的控制系统,可以实现机器人的精确搬运和操作。
对于工业机器人搬运码垛任务,通常需要考虑机器人的速度、加速度、力量和稳定性等方面的因素。
通过调整机器人的控制参数,并结合传感器的反馈信息,可以实现机器人的优化控制,提高搬运效率和质量。
结论3.1 总结工业机器人搬运码垛是一项重要的技术任务,其高效、快速和精确的搬运能力对于现代制造业的发展起着至关重要的作用。
通过合理应用自主路径规划和机器人操作控制技术,可以实现工业机器人在搬运码垛过程中的高效、稳定和准确的操作。
3.2 展望随着科技的发展和制造业的进步,工业机器人搬运码垛技术将不断完善和发展。
搬运机械手设计范文

搬运机械手设计范文
搬运机械手是一种能够代替人工搬运物体的机械装置。
它能够根据预
设程序,准确无误地完成物体的搬运任务,提高生产效率和工作安全性。
本文将对搬运机械手的设计进行阐述,包括结构设计、控制系统和安全性
设计等方面。
搬运机械手的结构设计是其基础,良好的结构设计能够保证机械手的
运行平稳、稳定和可靠。
首先,机械手的骨架需要具备足够的强度和刚度,以承受各种工况下的载荷。
其次,机械手的关节设计需要灵活、准确,以
达到最佳的运动效果。
同时,机械手的末端执行器设计要能够适应不同物
体的搬运需求,具备良好的抓取能力和准确的定位功能。
搬运机械手的安全性设计至关重要,它能够保证机械手的运行安全和
人员的人身安全。
首先,机械手需要具备自动停止功能,当检测到异常情
况时能够及时停止运行,避免发生意外。
其次,机械手需要具备防撞设计,能够避免与周围环境或物体的碰撞,减少损坏可能性。
此外,机械手的抓
取设备需要具备力控制功能,以避免因过大的抓取力导致物体或机械手的
损坏。
最后,机械手需要具备紧急停止按钮和安全门等人机交互设备,以
保障操作人员的安全。
综上所述,搬运机械手设计的关键要素包括结构设计、控制系统和安
全性设计等方面。
良好的设计能够确保机械手具备高效、稳定、可靠和安
全的搬运能力,满足不同搬运任务的需求。
随着科技的不断发展,搬运机
械手将有着更加广阔的应用前景和发展空间。
搬运码垛机器人毕业设计说明

搬运码垛机器人毕业设计说明设计背景在生产车间中,常常需要将大量的物料或产品堆叠成堆或码垛。
传统的码垛方式普遍采用人工操作,但人工操作可能存在误差,操作效率低下,同时还存在着工作安全风险等问题。
因此,本课题在现有技术基础上,设计一种搬运码垛机器人,在提高工作效率和工作安全性的同时,还可以降低生产成本。
设计内容本设计采用机器人技术,设计一款搬运码垛机器人,实现对物料和产品的堆叠和码垛操作。
主要功能包括以下几点:1. 传感器模块:采用多种传感器,如光电传感器、超声波传感器等,对机器人周围环境进行监测,确保机器人能够避开障碍物并准确找到目标位置。
2. 控制系统:该机器人控制系统采用嵌入式控制器和PLC等设备,对机器人的各项动作进行精确控制,实现自动化操作。
3. 动力系统:该机器人的动力系统是用电动机作为驱动力的,机器人的移动和操作由电动机提供动力。
4. 机械臂系统:该机器人的机械臂采用3自由度机械臂,可以实现物料和产品的抓取、搬运、堆叠和码垛等操作。
5. 视觉系统:机器人配备观察摄像机,并采用图像处理技术实现视觉识别、目标定位、目标追踪等功能。
6. 人机界面:机器人采用触摸屏控制界面,可以直观、方便地设置机器人的各个参数和操作任务。
设计要求2. 具有较高的智能化和自主导航能力,可以根据生产要求自主规划运动轨迹,完成自动化操作。
3. 系统可靠性高,操作稳定可靠,能适应多变的生产条件和环境。
4. 操作简单,功能实用,具有足够的灵活性和扩展性。
设计流程1. 系统设计:首先进行整体系统设计,包括机器人的结构设计、控制系统设计、动力系统设计、机械臂系统设计、视觉系统设计和传感器模块设计等方面,确保各个方面的设计能够协调、相互配合,实现整个机器人系统的目标任务。
2. 电路设计:设计电路图和PCB,按照系统设计的要求搭建出实际的电路板,保证系统的稳定性和可靠性。
3. 机械设计:根据整体系统设计的要求,采用CAD等软件设计机器人的机械部件,如机械臂、关节和传动部件等。
搬运机器人结构设计毕业设计正文

搬运机器人结构设计毕业设计正文1.引言2.机器人结构设计的基本要求机器人的结构设计应满足以下基本要求:2.1运动自由度由于搬运任务的多样性,机器人需要具备足够的运动自由度,以适应各种场景和工作环境。
常见的运动自由度包括平移自由度和旋转自由度。
2.2机器人臂的结构机器人臂是搬运任务的关键组成部分,其设计应具备足够的刚性和精度,以确保搬运过程的稳定性和准确性。
常见的机器人臂结构包括串联和并联结构,选择合适的结构需根据具体应用场景进行考虑。
2.3控制系统好的控制系统能够有效地指挥机器人完成搬运任务,并提高其运行效率和精度。
控制系统应具备良好的实时性和稳定性,能够实现对机器人的精确控制和调节。
3.结构设计方案基于上述要求,本文设计了一种六自由度的搬运机器人结构,以满足不同场景下的搬运需求。
该机器人结构采用并联臂结构,以提高机器人的刚性和精度。
具体结构设计如下:3.1机器人臂结构该机器人采用了六个旋转关节来实现运动自由度,通过控制各关节的角度变化,实现机器人的运动。
在设计时,需要考虑关节的刚性和承载能力,以确保机器人在搬运过程中的稳定性和安全性。
3.2末端执行器机器人的末端执行器可根据具体搬运任务的要求进行设计。
常见的末端执行器包括夹子、吸盘等。
在选择和设计末端执行器时,需要考虑搬运物品的大小、重量和形状等因素,以确保机器人能够有效地完成搬运任务。
3.3控制系统设计机器人的控制系统主要包括传感器、控制器和执行器等组成部分。
传感器用于获取机器人和搬运物品的状态信息,控制器负责对机器人进行控制和调节,执行器将控制信号转化为机器人的实际运动。
在设计控制系统时,需要考虑传感器的选择和布置、控制算法和执行器的响应特性等因素。
4.实验与分析通过搭建原型机进行实验,对所设计的搬运机器人进行性能测试和分析。
实验结果表明,该机器人结构设计合理,具备较好的稳定性和精度,能够有效地完成搬运任务。
5.结论本文对搬运机器人的结构设计进行了研究,并设计了一种六自由度的机器人结构。
六自由度机械手重载搬运机器人本体结构设计(全套CAD图纸)

全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305XX学院毕业设计说明书(论文)作者: 学号:学院(系):专业:题目: 重载搬运机器人本体结构设计【六自由度机械手】2015 年5月全套设计通过答辩优秀CAD图纸QQ 36396305毕业设计说明书(论文)中文摘要机械手是一种典型的机电一体化产品,搬运机械手是机械手研究领域的热点。
研究搬运机械手需要结合机械、电子、信息论、人工智能、生物学以及计算机等诸多学科知识,同时其自身的发展也促进了这些学科的发展。
本文对一种使用在搬运机械手的结构进行设计,并完成总装配图和零件图的绘制。
要求对机械手模型进行力学分析,估算各关节所需转矩和功率,完成电机和减速器的选型。
其次从电机和减速器的连接和固定出发,设计关节结构,并对机构中的重要连接件进行强度校核。
关键词:结构设计,机器臂,关节型机械手,结构分析毕业设计说明书(论文)外文摘要目录1 绪论 (1)1.1 引言 (2)1.2 搬运机械手研究概况 (3)1.2.1 国外研究现状 (3)1.2.2 国内研究现状 (4)1.4 搬运机械手的总体结构 (5)1.5 主要内容 (5)2 总体方案设计 (6)2.1 机械手工程概述 (6)2.2 工业机械手总体设计方案论述 (7)2.3 机械手机械传动原理 (8)2.4 机械手总体方案设计 (8)2.5 本章小结 (10)3 机械手大臂结构设计 (1)3.1 大臂部结构设计的基本要求 (1)3.2 大臂部结构设计 (2)3.3 大臂电机及减速器选型 (2)3.4 减速器参数的计算 (3)3.5承载能力的计算 (7)3.5.1 柔轮齿面的接触强度的计算 (7)3.5.2 柔轮疲劳强度的计算 (7)3.6 轴的计算校核 (8)3.7 大臂的平衡设计 (11)3.7.1 弹簧的受力分析 (11)3.7.2 弹簧的设计计算 (14)4机械手小臂结构设计 (18)4.1 腕部设计 (18)4.2 小臂部结构设计 (31)4.3 小臂电机及减速器选型 (31)4.3.1.传动结构形式的选择 (32)4.3.2.几何参数的计算 (32)4.4 凸轮波发生器及其薄壁轴承的计算 (33)4.4.1柔轮齿面的接触强度的计算 (34)4.4.2柔轮疲劳强度的计算 (35)4.5 轴结构尺寸设计 (36)4.6 轴的受力分析及计算 (36)4.7 轴承的寿命校核 (37)5机械手机身结构设计.......................................................................... 错误!未定义书签。
搬运机器人毕业设计 (含外文翻译)

1 前言众所周知随着社会的不断发展,各行各业的分工越来越明细,尤其是在现代化的大产业中,有的人每天就只管拧一批产品的同一个部位上的一个螺母,有的人整天就是接一个线头,人们感到自己在不断异化,各种职业病逐渐产生,于是人们强烈希望用某种机器代替自己工作,因此人们研制出了机器人,用以代替人们去完成那些单调、枯燥或是危险的工作。
搬运机器人的显著特点是无人驾驶,它装备有自动导向系统,可以保障系统在不需要人工引航的情况下就能够沿预定的路线自动行驶,将货物或物料自动从起始点运送到目的地。
1搬运机器人的另一个特点是柔性好,自动化程度高和智能化水平高,它的行驶路径可以根据仓储货位要求、生产工艺流程等改变而灵活改变,并且运行路径改变的费用与传统的输送带和刚性的传送线相比非常低廉。
搬运机器人一般配备有装卸机构,可以与其他物流设备自动接口,实现货物和物料装卸与搬运全过程自动化。
此外,搬运机器人还具有清洁生产的特点,依靠自带的蓄电池提供动力,运行过程中无噪声、无污染,可以应用在许多要求工作环境清洁的场所。
搬运机器人作为一种成熟的产品和技术在发达国家已经广泛应用,对企业提高生产效率降低成本提高产品质量提高企业生产管理水平起到了显著的作用。
随着工业自动化的发展,国内外的应用和需求越来越强烈,已经约有千台AGV 在使用,而且市场在逐渐扩大。
根据初步市场调查分析,今后5 年内,国内各行业对AGV 需求量可达数千台,年产值接近2 亿元,经济效益十分可观。
1.1 国内外的发展现状总结一下,我们认为,机器人有三个发展阶段,那么也就是说,我们习惯于把机器人分成三类,一种是第一代机器人,那么也叫示教再现型机器人,它是通过一个计算机,来控制一个多自由度的一个机械,通过示教存储程序和信息,工作时把信息读取出来,然后发出指令,这样的话机器人可以重复的根据人当时示教的结果,再现出这种动作,比方说汽车的点焊机器人,它只要把这个点焊的过程示教完以后,它总是重复这样一种工作,它对于外界的环境没有感知,这个操作力的大小,这个工件存在不存在,焊的好与坏,它并不知道,那么实际上这种第一代机器人,也就存在它这种缺陷。
搬运机械手PLC控制系统设计毕业设计

搬运机械手PLC控制系统设计摘要随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大,搬运机械手的应用也逐渐普及,主要在汽车,电子,机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率,以降低其他搬运方式的限制和不足,满足现代经济发展的要求。
本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作,两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转,从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退的运动运动;其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQ1---SQ9)产生的通断信号传输到PLC控制器,通过PLC内部程序输出不同的信号,从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作,可实现机械手的精确定位;其动作过程包括:下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退;其操作方式包括:回原位、手动、单步、单周期、连续;来满足生产中的各种操作要求。
关键词:搬运机械手,可编程控制器(PLC),液压,电磁阀ABSTRACTWith the popularity of industrial automation and development, the demand for year-on-year increase of controller, handling the application of robot gradually popularity, mainly in the automotive, electronic, mechanical processing, food, medicine and other areas of the production line or cargo transport, we can be more good to save energy and improve the transport efficiency of equipment or products, to reduce restrictions on other modes of transportation and inadequate to meet the requirements of modern economic development.The manipulator mechanical structure includes two solenoid valves controlled by hydraulic manipulator steel to achieve the increased decline in sports and workpiece clamping action, the two different motor speed through the two motor coils positive control in order to achieve car of the fast-forward, slow forward, fast rewind, slow movement back movement; conversion by setting its action in various different parts of the trip switch (SQ1 --- SQ9) generated on-off signal transmission to the PLC controller, through the PLC internal different output signal, which drives the external coil to control the motor or solenoid valves have a different action, the robot can achieve precise positioning; their course of action include: decline in clamping increased, slow forward, fast forward, slow progress, the extension of , the drop in, relax, rise, slow back, rewind, slow back; its operation, including: Back in situ, manual,single-step, single cycle, continuous; to meet the production requirements of the various operations and maintenance.Keywords: handling mechanical hands, Programmable Logic Controller (PLC), hydraulic, solenoid valve目录前言 (1)第一章机械手的概况1.1 搬运机械手的应用简况 (2)1.2 机械手的应用意义 (3)1.3 机械手的发展概况 (3)第三章搬运机械手PLC控制系统设计3.1 搬运机械手结构及其动作………………………………………………3.2 搬运机械手系统硬件设计………………………………………………3.3 搬运机械手控制程序设计………………………………………………1 操作面板及动作说明……………………………………………………2 I/O分配…………………………………………………………………3 梯形图的设计……………………………………………………………1)梯形图的总体设计……………………………………………………2)各部分梯形图的设计…………………………………………………3)绘制搬运机械手PLC控制梯形图……………………………………结论………………………………………………………………………………谢辞………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………. 附:语句表梯形图I/O接线图前言机械手:mechanical hand,也被称为自动手,auto hand能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
机电一体化毕业设计范文

机电一体化毕业设计范文一、引言。
大家好!今天我要给大家讲讲我的机电一体化毕业设计——智能物料搬运机器人。
在现代工业生产中,物料搬运可是个大活儿,又累人又容易出错。
所以呢,我就想设计一个聪明的机器人来干这个活儿。
二、设计目标。
1. 精准定位:它得知道自己在哪儿,要去哪儿,不能像个没头的苍蝇到处乱撞。
2. 安全可靠:在工厂里有很多人和设备,机器人可不能到处乱撞,得稳稳当当、安安全全的。
3. 高效搬运:毕竟是来干活儿的,要是慢吞吞的,那可不行,得快速准确地把物料从一个地方搬到另一个地方。
三、总体设计方案。
# (一)机械结构设计。
1. 底盘。
底盘就像是机器人的脚,我选择了四轮驱动的底盘结构。
四个轮子能够提供更好的稳定性和机动性。
轮子采用了特殊的橡胶材质,有很好的摩擦力,这样机器人在行驶过程中就不容易打滑。
为了实现转向功能,我在底盘上安装了转向机构。
这个转向机构就像汽车的方向盘一样,可以控制机器人的行驶方向。
2. 机械臂。
机械臂是用来抓取和搬运物料的关键部件。
我设计的机械臂有三个关节,可以灵活地伸展和弯曲。
每个关节都由一个电机驱动,通过精确的控制算法,能够实现机械臂在三维空间中的精确定位。
在机械臂的末端,我安装了一个特制的夹具。
这个夹具可以根据不同物料的形状和大小进行调整。
对于方形的物料,可以使用夹板式夹具;对于圆形的物料,可以使用环抱式夹具。
# (二)控制系统设计。
1. 硬件部分。
控制器:我选用了一款功能强大的单片机作为机器人的大脑。
这个单片机可以处理各种传感器传来的信息,并且根据预先编写的程序控制机器人的行动。
传感器:为了让机器人能够感知周围的环境,我安装了多种传感器。
比如说,安装了激光雷达传感器,它就像机器人的眼睛一样,可以扫描周围的环境,构建出环境地图,这样机器人就能知道哪里有障碍物,哪里是安全的通道。
还安装了红外传感器,用于近距离检测障碍物,起到一个辅助的作用。
另外,在机械臂上安装了力传感器,当夹具抓取物料时,力传感器可以检测到抓取的力度,避免用力过大损坏物料或者用力过小抓不住物料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊搬运机器人结构设计与分析摘要在当今大规模制造业中,企业为提高生产效率,保障产品质量,工业机器人作为自动化生产线上的重要成员,逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。
目前,工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作。
本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论,对原有的机械结构提出了新的改进方法,并把现在的新技术应用到本课题中,从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。
通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状,提出了具体的搬运机器人设计要求,并根据搬运机器人各部分的设计原则,进行了系统总体方案设计以及包括:机器人的手部、腕部、臂部、腰部在内的机械结构设计。
此搬运机器人的驱动源来自液压系统,执行元件包括:柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。
通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动,进而实现搬运机器人的实际作业。
关键词:搬运机器人;液压系统;机械结构设计;操作┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work.The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts,for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot.Keywords:Transfer robot;Hydraulic System;Mechanical Design;Operating┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章总论1.1 概述搬运机器人在实际的工作中就是一个机械手,机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识:其一、它能部分的代替人工操作;其二、它能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸;其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配,从而大大的改善了工人的劳动条件,显著的提高了劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因而,受到很多国家的重视,投入大量的人力物力来研究和应用。
尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合,应用的更为广泛。
在我国近几年也有较快的发展,并且取得一定的效果,受到机械工业的重视。
机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强。
随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手[4]。
由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
机器人就是用机器代替人手,把工件由某个地方移向指定的工作位置,或按照工作要求以操纵工件进行加工。
机器人一般分为三类。
第一类是不需要人工操作的通用机器人,也即本文所研究的对象。
它是一种独立的、不附属于某一主机的装置,可以根据任务的需要编制程序,以完成各项规定操作。
它是除具备普通机械的物理性能之外,还具备通用机械、记忆智能的三元机械。
第二类是需要人工操作的,称为操作机(Manipulator)。
它起源于原子、军事工业,先是通过操作机来完成特定的作业,后来发展到用无线电讯号操作机器人来进行探测月球等。
工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。
第三类是专业机器人,主要附属于自动机床或自动生产线上,用以解决机床上下料和工件传送。
这种机器人在国外通常被称之为“Mechanical Hand”,它是为主机服务的,由主机驱动。
除少数外,工作程序一般是固定的,因此是专用的。
机器人按照结构形式的不同又可分为多种类型,其中关节型机器人以其结构紧凑,所占空间体积小,相对工作空间最大,甚至能绕过基座周围的一些障碍物等这样一些特点,成为机器人中使用最多的一种结构形式,世界一些著名机器人的本体部分都采用这种机构形式的机器人。
要机器人像人一样拿取东西,最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——执行机构;像肌肉那样使手臂运动的驱动-传动系统;像大脑那样指挥手动作的控制系统。
这些系统的性能就决定了机器人的性能。
一般而言,机器人通常就是由执行机构、驱动-传动系统和控制系统这三部分组成,如图1-1所示。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊图1-1机器人的一般组成对于现代智能机器人而言,还具有智能系统,主要是感觉装置、视觉装置和语言识别装置等。
目前研究主要集中在赋予机器人“眼睛”,使它能识别物体和躲避障碍物,以及机器人的触觉装置。
机器人的这些组成部分并不是各自独立的,或者说并不是简单的叠加在一起,从而构成一个机器人的。
要实现机器人所期望实现的功能,机器人的各部分之间必然还存在着相互关联、相互影响和相互制约。
它们之间的相互关系如图1-2所示。
图1-2机器人各组成部分之间的关系机器人的机械系统主要由执行机构和驱动-传动系统组成。
执行机构是机器人赖以完成工作任务的实体,通常由连杆和关节组成,由驱动-传动系统提供动力,按控制系统的要求完成工作任务。
1.2 工业机器人的历史、现状及应用机器人首先是从美国开始研制的,1958年美国联合控制公司研制出第一台机器人。
它的结构特点是机体上安装一回转长臂,端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的。
日本是工业机器人发展最快、应用最多的国家。
自1969年从美国引进两种典型机器人后,大力从事机器人的研究。
目前工业机器人大部分还属于第一代,主要依靠人工进行控制;控制方式则为开环式,没有识别能力;改进的方向主要是降低成本和提高精度。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第二代机器人正在加紧研制,它设有微型电子计算机控制系统,具有视觉、触觉能力,甚至听、想的能力。
研究安装各种传感器,把感觉到的信息进行反馈,使机器人具有感觉机能。
第三代机器人则能独立地完成工作过程中的任务,它与电子计算机和电视设备保持联系,并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中的重要一环。
随着现代化科学技术的飞速发展和社会的进步,针对于上述各个领域的机器人系统的应用和研究对系统本身也提出越来越多的要求。
制造业要求机器人系统具有更大的柔性和更强大的编程环境,适应不同的应用场合和多品种、小批量的生产过程。
计算机集成制造(CIM)要求机器人系统能和车间中的其它自动化设备集成在一起。
研究人员为了提高机器人系统的性能和智能水平,要求机器人系统具有开放结构和集成各种外部传感器的能力。
美国工业机器人技术的发展,大致经历了以下几个阶段:(1)1963-1967年为试验定型阶段。
1963-1966年,万能自动化公司制造的工业机器人供用户做工艺试验。
1967年,该公司生产的工业机器人定型为1900型;(2)1968-1970年为实际应用阶段。
这一时期,工业机器人在美国进入应用阶段,例如,美国通用汽车公司1968年订购了68台工业机器人;1969年该公司又自行研制出SAM新工业机器人,并用21组成电焊小汽车车身的焊接自动线;又如,美国克莱斯勒汽车公司32条冲压自动线上的448台冲床都用工业机器人传递工件;(3)1970年至今一直处于推广应用和技术发展阶段。