2019年-机械原理第十三章工业机器人机构及其设计-PPT精选文档
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工业机器人ppt课件
常见心律失常心电图诊断的误区诺如 病毒感 染的防 控知识 介绍责 任那些 事浅谈 用人单 位承担 的社会 保险法 律责任 和案例 分析现 代农业 示范工 程设施 红地球 葡萄栽 培培训 材料
(1) 执行机构。执行机构是一种具有和人手相似的动作功能， 可在空间抓放物体或执行其它操作的机械装置，包括如下部件：
3）更高的追求
机器人的智能化、机动性、高度的可靠和安全性、 以及与人类环境的完美的融入性和协调性是人类的更 高追求。因此，无论在科幻小说还是人们对机器人的 第一意识中，都把像人一样的机器人作为机器人研究 的最高境界，机器人研究者也一直把实现类人的行为 作为梦寐以求的目标。
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常见心律失常心电图诊断的误区诺如 病毒感 染的防 控知识 介绍责 任那些 事浅谈 用人单 位承担 的社会 保险法 律责任 和案例 分析现 代农业 示范工 程设施 红地球 葡萄栽 培培训 材料
一、人类的梦想和追求
1.1“机器人”术语的产生 1）古代的幻想和追求 • 人类希望制造一种像人一样的机器，以便代替人
类完成各种工作 • 古代的追求 （表1.1)
<>
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常见心律失常心电图诊断的误区诺如 病毒感 染的防 控知识 介绍责 任那些 事浅谈 用人单 位承担 的社会 保险法 律责任 和案例 分析现 代农业 示范工 程设施 红地球 葡萄栽 培培训 材料
二、概念和分类
2.1 概念
1）工业机器人的定义和特点 定义：工业机器人是一种在自动控制下，能够
重复编程完成某些操作或移动作业的多功能、多 自由度的机械装置，可以在无人参与下自动的执 行搬运 、装配、焊接和喷涂等多种操作和移动功 能的自动化装置
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工业机器人的组成PPT课件
2019/9/22
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四、传感部分 2. 机器人-环境交互系统
• 机器人-环境交互系统实现工业机器人与外部环境中 的设备相互联系和协调的系统。
• 工业机器人与外部设备集成为一个功能单元, 如加工制造 单元、多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装 置等集成为一个去执行 复杂任务的功能单元。
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用途
机器人的精确控制
检测的信息
位置、角度、速度、加速度、姿 态、方向等
内部传感器
所用传感器
微动开关、光电开关、差动变压 器、编码器、电位计、旋转变压 器、测速发电机、加速度计、陀 螺、倾角传感器、力（或力矩） 传感器
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用途
了解在工件、环境或机器人在环境中的状态、 对工件的灵活、有效的操作
• 伺服控制器控制各个关节的驱动器。
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四、传感部分 1. 感受系统
• 感受系统包括内部检测系统与外部检测系统两部分。
• 内部检测系统的作用就是通过各种检测器，检测执行机构的运动境况，根 据需要反馈给控制系统，与设定值进行比较后对执行机构进行调整以保证 其动作符合设计要求。
• 外部检测系统检测机器人所处环境、外部 物体状态或机器人与外部物体的关系。
工业机器人的组成
Hale Waihona Puke 主要内容• 系统组成 • 机械部分 • 控制部分 • 传感部分
2019/9/22
2
一、系统组成
• 工业机器人由国际标准化组织正式定义为“自动控制的可重复编程的多功 能机械手”。
• 根据系统结构特点，工业机器人由三大部分6个子系统组成。
工业机器人内部结构及基本组成原理详解
工业机器人内部结构及基本组成原理详解工业机器人详解你对工业机器人有着什么样的了解？关于工业机器人，我们过去也反反复复推送了很多的文章，在这一次，我们将尝试解决有关---在工业环境中使用的最常见的机器人和作业时经常会遇到的问题。
关于工业机器人定义我们经（也不同机器人有不同类型的结构。
控制面板---操作员使用控制面板来执行一些常规任务。
（例如：改变程序或控制外围设备）。
应用“机器人工人”----什么时候应该使用工业机器人而不是人工？相信这个问题大家思考的次数并不少了。
理想情况下，这应该是双赢的。
想快速看到效果，你需要知道什么是别人最不喜欢的工作。
想得最多的是那些重复的，乏味的工作，需要从工作人员那边进行大量单调的行动，这个思考是正确的，因为正是如此，例如从一个输送机到另一个输送机。
如果总是相同的任务，您可以使用专门针对您的需求量身定制的自动化解决方案。
工厂的工作处理需要越来越灵活，在这些情况下，正确的解决方案是：可以试用用于不同任务的可重新编程的机器人进行任务操作。
此外，就是那些对人类工工作。
当然，关看起来觉得很愚蠢，但是也是因为它是很容易被忽略掉的部分，所以这个需要在这次文章中重点说一下。
（你应该考虑，因为它可以节省你很多钱。
也可以减少很多不必要的麻烦）例如：你已经知道你需要一个电弧焊机器人。
但是，您可以更深入地考虑这个是否有扩张的可能性？以后可能会有其他或稍微不同的任务可以分配给同一个机器人？也许同一个工业机器人手臂可以在不同的时间用不同的工具？还有技术支持。
您可能需要指导员工，获得软件更新，保修维护等。
需要考虑经销商应尽可能靠近您。
我们都知道，如果需要维护，机器人经销商所在的距离越远，停机时间越长，人员培训的费用就越高。
当然，也有例外，就像你有一个特定的任务，唯一可以提供一个机器人需要的是远的。
否则，你应该真正选择最接作：将机器人整合到我们的经济中，以提高生产率，减少我们依赖采掘业，同时让人们不必花大部分时间来谋生。
12工业机器人机构学
图13.1 汽车生产线上的工业机器人
1. 机器人的机构与结构系统 工业机器人的机械部分由三部分组成，即机身、手臂和末端操作器。机 身可以是固定的，也可以是移动的。手臂进一步划分为上臂和下臂，上臂与 机身形成肩关节，上臂与下臂形成肘关节，下臂与末端操作器形成碗关节， 如图13.3所示。
(a)
(b)
图13.3 机器人的机构与结构
0 1 0 2 SW 1 0 0 6
0 0 1 2 0 0 0 1
Z
x1
机身
O X
手臂
o1
y1
z1 手腕
y2
o2 x o
Y
y
z x2
z2
图13.11 单臂操作机械手
SW中前三行前三列的元素表示手腕坐标系的姿态，[2,6,2]T表示手腕坐标 系原点的位置。
(1) 若手臂相对于机身坐标系OXYZ的Z轴转动＋90º，则坐标系oxyz转到坐
vx
V
VY
t
xY
t yY
tzY
PX
v y
T
(4
4) v y
(13.12)
VZ
t
xZ
t yZ
tzZ
PX
vz
vz
1 0 0 0 1 1
1
13.4.3 目标物体的齐次坐标表示
在如图13.13(a)所示的坐标系OXYZ中放置一个楔块，在楔块上设置 坐标系oxyz，其上的特征点为A1，A2，A3，A4，A5和A6。这些特征点在自 身坐标系oxyz中的坐标分别为A1（1,0,0），A2（－1,0,0），A3（－1,0,2）， A4（1,0,2），A5（1,4,0），A6（－1,4,0）。
sin
1 0
sin cos
1. 机器人的机构与结构系统 工业机器人的机械部分由三部分组成，即机身、手臂和末端操作器。机 身可以是固定的，也可以是移动的。手臂进一步划分为上臂和下臂，上臂与 机身形成肩关节，上臂与下臂形成肘关节，下臂与末端操作器形成碗关节， 如图13.3所示。
(a)
(b)
图13.3 机器人的机构与结构
0 1 0 2 SW 1 0 0 6
0 0 1 2 0 0 0 1
Z
x1
机身
O X
手臂
o1
y1
z1 手腕
y2
o2 x o
Y
y
z x2
z2
图13.11 单臂操作机械手
SW中前三行前三列的元素表示手腕坐标系的姿态，[2,6,2]T表示手腕坐标 系原点的位置。
(1) 若手臂相对于机身坐标系OXYZ的Z轴转动＋90º，则坐标系oxyz转到坐
vx
V
VY
t
xY
t yY
tzY
PX
v y
T
(4
4) v y
(13.12)
VZ
t
xZ
t yZ
tzZ
PX
vz
vz
1 0 0 0 1 1
1
13.4.3 目标物体的齐次坐标表示
在如图13.13(a)所示的坐标系OXYZ中放置一个楔块，在楔块上设置 坐标系oxyz，其上的特征点为A1，A2，A3，A4，A5和A6。这些特征点在自 身坐标系oxyz中的坐标分别为A1（1,0,0），A2（－1,0,0），A3（－1,0,2）， A4（1,0,2），A5（1,4,0），A6（－1,4,0）。
sin
1 0
sin cos
工业机器人结构设计ppt课件
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
N
N
P
N=P/2 注：①两手指平移 ②增力比（N/P）小
齿轮齿条式手部结构
No.32
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
α
γB A β
P
C
EN
N
N=PLcos(α+β+γ)/(2lsinαcosβ)
2、开式连杆系中的每根连杆都 具有独立的驱动器，属于主动连 杆系，连杆的运动各自独立，不 同连杆的运动之间没有依从关系， 运动灵活。
No.5
2.1 机器人本体的基本结构
二、机器人本体基本结构特点：
3、连杆驱动扭矩的顺态过程在 时域中的变化非常复杂，且和执 行器反馈信号有关。连杆的驱动 属于伺服控制型，因而对机械传 动系统的刚度、间隙和运动精度 都有较高的要求。
应根据被抓取工件的要求确定吸盘的形 状。由于气吸式手部多吸附薄片状的工 件，故可用耐油橡胶压制不同尺寸的盘 状吸头。
No.41
2.2.2 吸附式手部的设计
三、气吸式手部的吸力计算
吸盘吸力的大小主要取决于真空度(或 负压的大小)与吸附面积的大小。
真空吸盘吸力F计算公式：
F nD2 ( H )
4K1K2K3 76
注：①AB＝DE，DB＝AE，L＝BC杆长，l＝AB杆长； ②两手指保持平行；③当α角较小时，可获得较大的力比。
平行连杆杠杆式手部结构
No.33
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
P
φ
α
c
bN
N
N=Pcsin(α+φ)/2bsinαsinφ
工业机器人技术-工业机器人机械结构ppt课件
上臂
☞ 见P61、图3.3-10
电机
减速器 上臂
下臂
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
❖ 大型机器人结构1
☞ S轴采用同步皮带传动、手腕电机后置（后驱）
目的：
✓ 减小S轴电机； ✓ 平衡上臂重力； ✓ 提高结构稳定性。
☞ 见P43、图3.1-11, P45、图3.1-13
B/T电机位置 上臂回转
B/T电机位置
腕部回转
前驱
后驱
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
前驱特点 ✓ 结构简单、外形紧凑； ✓ 传动链短、传动精度高； ✓ 电机规格受限，承载能力低，适合小型机器人； ✓ 电机安装空间小、散热差，维修困难； ✓ 上臂前端重量大、重心远，结构稳定性差。
减速器
手腕电机
S轴电机 同步皮带
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
❖ 大型机器人结构2
☞ S轴采用同步皮带传动、上臂连杆驱动
目的：
✓ 减小S、U轴电机； ✓ 降低机器人重心； ✓ 提高结构稳定性。
❖ 典型结构剖析1（前驱）
R轴
☞ 见P64、图3.3-14
连接轴
减速器
电机
上臂回转段 上臂固定段
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
☞ 见P61、图3.3-10
电机
减速器 上臂
下臂
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
❖ 大型机器人结构1
☞ S轴采用同步皮带传动、手腕电机后置（后驱）
目的：
✓ 减小S轴电机； ✓ 平衡上臂重力； ✓ 提高结构稳定性。
☞ 见P43、图3.1-11, P45、图3.1-13
B/T电机位置 上臂回转
B/T电机位置
腕部回转
前驱
后驱
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
前驱特点 ✓ 结构简单、外形紧凑； ✓ 传动链短、传动精度高； ✓ 电机规格受限，承载能力低，适合小型机器人； ✓ 电机安装空间小、散热差，维修困难； ✓ 上臂前端重量大、重心远，结构稳定性差。
减速器
手腕电机
S轴电机 同步皮带
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
❖ 大型机器人结构2
☞ S轴采用同步皮带传动、上臂连杆驱动
目的：
✓ 减小S、U轴电机； ✓ 降低机器人重心； ✓ 提高结构稳定性。
❖ 典型结构剖析1（前驱）
R轴
☞ 见P64、图3.3-14
连接轴
减速器
电机
上臂回转段 上臂固定段
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
工业机器人组成及工作原理ppt课件
• 存储：保存示教信息。 • 再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发出重复动作
的命令。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
控制信息
• 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备）按动作先 后顺序的设定、检测等。
±(0.01 ±(0.01 ±(0.2~ ~0.5) ~0.5) 0.5)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
分辨率
是指机器人每根轴能够实现的最小移动距离或最小转动 角度。精度和分辨率不一定相关。
“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以 到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机 器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。
“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方 式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自 主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。
控制系统的组成 工业机器人的控制系统一般分为上、下两个控制层次：
下上级—实组时织控级制级
动前轨运它其迹动根任或情据务适况机是当，器将的综人期操合动望作出力的，适学任并当特务随的性转时命及化检令机为测，器运机驱人动当 器机人器各人部机分构的完运成动指及定工的作运情动况和，操处作理。 意外事件。
24
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
的命令。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
控制信息
• 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备）按动作先 后顺序的设定、检测等。
±(0.01 ±(0.01 ±(0.2~ ~0.5) ~0.5) 0.5)
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
分辨率
是指机器人每根轴能够实现的最小移动距离或最小转动 角度。精度和分辨率不一定相关。
“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以 到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机 器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。
“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方 式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自 主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。
控制系统的组成 工业机器人的控制系统一般分为上、下两个控制层次：
下上级—实组时织控级制级
动前轨运它其迹动根任或情据务适况机是当，器将的综人期操合动望作出力的，适学任并当特务随的性转时命及化检令机为测，器运机驱人动当 器机人器各人部机分构的完运成动指及定工的作运情动况和，操处作理。 意外事件。
24
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
机械原理第十三章工业机器人机构及其设计
的要求。Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
（2）工作空间 即操作机的工作范围。
（3）灵活度 灵活度是指操作机末端执行器在工作（如抓取 物件）时，所能采取的姿态的多少。若能从各个方位抓取物体， 则其灵活度最大；若只能从一个方位抓取物体，则其灵活度最小。
§13-3 机器人操作机的运动分析
传感技术C和o计p算yr机ig等h学t 2科0领04域-2，0是11一A门s跨po学s科e P综t合y 技Lt术d.。而机器
人机构学乃是机器人的主要基础理论和关键技术，也是现代机械 原理研究的主要内容。
工业机器人的应用实例：
焊接作业 装配作业
清洗作业 搬运作业
§13-2 工业机器人操作机的分类及主要技术指标
动传动的布置和提高手E腕v动al作ua的ti精on确o性n。ly. eated w3．ith末A端s执po行s器e.的Sl设id计es for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0
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根据不同作业任务的要求，先确定末端执行器的类型及其机 构的型式，并尽可能使其结构简单、紧凑、重量轻，以减轻手臂 的负载。
1．操作机位置与姿态的确定 （1）操作机位置和姿态的描述
构件的空间位置和姿态是用该构件的位置列阵rij和姿态矩阵 Rij来描述，或用该构件的位姿矩阵Mij来描述。
（2）两杆间的位置E矩v阵aluation only. eated杆wii相th对A与sp杆osi-e1.的S位lid姿e矩s f阵orM.i-N1,i，E即T为3.坐5标C系liein相t 对Pr于of坐il标e 系5.2.0
的独立参数的数目。它等于操作机独立驱动的关节数目。由下式
《机器人结构设计》PPT课件
滚球丝杠副
（d）液压传动（直接平移）
30
（e）气压传动（直接平移）
31
（2） 旋转驱动机构 （a）齿轮链 齿轮链是由两个或两个以上的齿轮组成的传动机构。它
不但可以传递运动角位移和角速度, 而且可以传递力和力矩。 现以具有两个齿轮的齿轮链为例, 说明其传动转换关系。其中 一个齿轮装在输入轴上, 另一个齿轮装在输出轴上, 如图所示。
机器人制造厂家也希望改变设计和制造模式，采用批量 制造技术来生产标准化系列化的工业机器人模块，自由拼 装工业机器人，满足用户经济性好和基本功能全的要求。
(2)灵活性。其主要体现在：
①可根据工业机器人所要实现的功能来决定模块的数量，机 器人的自由度可以方便地增减。比如，用户要求机器人能为多 台设备进行作业时，可增选一个底座移动轴模块或其它行走轴 模块,工业机器人成为移动式机器人。
减速比远>1的传 经济、对载荷变化不 传动精度低、结构不
动装置与关 节相 敏感、便于制动设计、紧凑、引入误差，降
连
方便一些运动转换 低可靠性
不经中间关 节或 传动精度高，振动小，控制系统设计困难，
经速比=1的传动 传动损耗小，可靠性 对传感元件要求高，
装置与关节相连 高，响应快
成本高
模块化结构设计
(2)借助平衡系统能降低因机器人构形变化而导致重力 引起关节驱动力矩变化的峰值。 (3)借助平衡系统能降低因机器人运动而导致惯性力矩 引起关节驱动力矩变化的峰值。 (4)借助平衡系统能减少动力学方程中内部耦合项和非 线性项，改进机器人动力特性。 (5)借助平衡系统能减小机械臂结构柔性所引起的不良 影响。 (6)借助平衡系统能使机器人运行稳定，降低地面安装 要求。
平衡系统设计的主要途径 尽管为了防止因动力源中断机器人有向地面“倒塌
（d）液压传动（直接平移）
30
（e）气压传动（直接平移）
31
（2） 旋转驱动机构 （a）齿轮链 齿轮链是由两个或两个以上的齿轮组成的传动机构。它
不但可以传递运动角位移和角速度, 而且可以传递力和力矩。 现以具有两个齿轮的齿轮链为例, 说明其传动转换关系。其中 一个齿轮装在输入轴上, 另一个齿轮装在输出轴上, 如图所示。
机器人制造厂家也希望改变设计和制造模式，采用批量 制造技术来生产标准化系列化的工业机器人模块，自由拼 装工业机器人，满足用户经济性好和基本功能全的要求。
(2)灵活性。其主要体现在：
①可根据工业机器人所要实现的功能来决定模块的数量，机 器人的自由度可以方便地增减。比如，用户要求机器人能为多 台设备进行作业时，可增选一个底座移动轴模块或其它行走轴 模块,工业机器人成为移动式机器人。
减速比远>1的传 经济、对载荷变化不 传动精度低、结构不
动装置与关 节相 敏感、便于制动设计、紧凑、引入误差，降
连
方便一些运动转换 低可靠性
不经中间关 节或 传动精度高，振动小，控制系统设计困难，
经速比=1的传动 传动损耗小，可靠性 对传感元件要求高，
装置与关节相连 高，响应快
成本高
模块化结构设计
(2)借助平衡系统能降低因机器人构形变化而导致重力 引起关节驱动力矩变化的峰值。 (3)借助平衡系统能降低因机器人运动而导致惯性力矩 引起关节驱动力矩变化的峰值。 (4)借助平衡系统能减少动力学方程中内部耦合项和非 线性项，改进机器人动力特性。 (5)借助平衡系统能减小机械臂结构柔性所引起的不良 影响。 (6)借助平衡系统能使机器人运行稳定，降低地面安装 要求。
平衡系统设计的主要途径 尽管为了防止因动力源中断机器人有向地面“倒塌
工业机器人工业机器人结构设计PPT文档33页
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
工业机器人工业机器人结构设计
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
工业机器人的结构及技术参数PPT课件
关节型工业机器人
精选PPT课件
33
5. 平面关节型
SCARA机器人常用于装配作业, 最显著的特点是它们 在x-y平面上的运动具有较大的柔性, 而沿z轴具有很强 的刚性, 所以, 它具有选择性的柔性。这种机器人在装 配作业中获得了较好的应用。
平面关节精机选器PPT人课件的工作空间
34
小结
关节坐标型
精选PPT课件
31
3. 球坐标型(2RP)
特点：中心支架附 近的工作范围大,两个转 动驱动装置容易密封, 覆盖工作空间较大。 但 该坐标复杂, 难于控制, 且直线驱动装置仍存在 密封及工作死区的问题。
精选PPT课件
32
4. 关节坐标型/拟人型(3R)
关节机器人的关节全都是旋转的, 类似于人的手臂,工业机 器人中最常见的结构。它的工作范围较为复杂。
精选PPT课件
24
２．气压驱动
不足：
1)压缩空气常用压力为0.4~0.6MPa，若要获得较大 的力，其结构就要相对增大；
2)空气压缩性大，工作平稳性差，速度控制困难， 要达到准确的位置控制很困难；
3)压缩空气的除水问题是一个很重要的问题，处理 不当会使钢类零件生锈，导致机器人失灵。此外， 排气还会造成噪声污染。
2)液体的泄漏难于克服，要求液压元件有较高的精度 和质量，故造价较高；
3)需要相应的供油系统，尤其是电液伺服系统要求严 格的滤油装置，否则会引起故障。
精选PPT课件
23
２．气压驱动
与液压驱动相比，气压驱动的特点： 1)压缩空气粘度小，容易达到高速(1m/s)； 2)利用工厂集中的空气压缩机站供气，不必添加动力 设备； 3)空气介质对环境无污染，使用安全，可直接应用于 高温作业； 4)气动元件工作压力低，故制造要求比液压元件低。
工业机器人--工业机器人结构设计 ppt课件
1/3~1/2左右。
（4）运动精度高，回差小。
（5）传动效率高，一般单级传动效率为70%-90%。
（6）可向密闭空间传递运动和动力，这一点是其它任
何机械传动无法实现
PPT课件
16
行星减速器的主要特点如下： （1）体积小、重量轻、结构紧凑、传递功率大、承载能力高。
由于行星齿轮传动是一种共轴线式传动形式，即具有同轴线传动 的特点。在结构上采用了对称分流传动结构，即用几个完全相同 的行星轮均匀分布在中心轮圆周来共同分担载荷，并且合理地应 用了内啮合，充分地利用了空间的容积，从而缩小了径、轴向尺 寸，使结构紧凑，而承载能力又高。因而行星齿轮传动在相同功 率和传动比的条件下，可使其外部尺寸和重量只为普通齿轮传动 的1/2-1/6。
臂部设计的基本要求 手臂的常用结构 臂部运动驱动力计算
4、手腕设计
概述 手腕分类 手腕设计举例
5、手部设计
概述 手部分类 手爪设计和选用的要求 普通手爪设计 6、机身及行走机构设计 机身设计 行走机构设计
PPT课件
3
一 工业机器人总体设计
工业机器人 机械系统设计
PPT课件
1
主 要 内 容
1、工业机器人总体设计
主体结构设计
传动方式选择
模块化结构设计
材料选择
平衡系统设计
2、传动部件设计
移动关节导轨及转动关节轴承
传动件的定位及消隙
谐波传动
丝杠螺母副及其滚珠丝杠传动
其它传PP动T课件
2
主要内容
3、臂部设计
6
一 工业机器人总体设计
材料的选择
材料选择的基本要求
强度高
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2．操C作op机y的ri主gh要t 类20型19-2019 Aspose Pty Ltd.
（1）直角坐标型（PPP型) （2）圆柱坐标型（PPR型） （3）球坐标型（RRP型） （4）关节型 (RRR型）
工业机器人操作的分类及主要技术指标(5/5)
3．操作机的主要技术指标
（1）自由度 自由度是用来确定手部相对机座的位置和姿态
Copy传r动ig机h构t
2019-2019
Aspose
Pty
驱动电机
Ltd控. 制装置
执行机构
齿轮传动 同步带传动
机器人本体部分 5自由度焊接机器人
工业机器人操作机的分类及主要技术指标(2/5)
1）工业机器人通常由执行机构、驱动-传动系统、控制系统 及智能系统部分组成。
2）机器人各部分关系
位行检测
（3）工业机器人的发展过程 可分为以下三代：
第一代为示教/再现型机器人。它主要由机械系统和控制系统 组成。当前工业中应用最多。
第二代为感觉型机器人。如有力觉、触觉和视觉等，它具有 对某些外界信号进行反馈调整的能力。目前已进入应用阶段。
第三代为智能型机E器v人al。ua其ti尚on处o于n实ly验. 研究阶段。 eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0
的独立参数的数目。它等于操作机独立驱动的关节数目。由下式
来计算。
5
5
F=6n ∑ ipi=∑fi pi
自由度是反映操作E机v的ai=1l通ua用ti性oin和=1o适n应ly性. 的一项重要指标。目
eat前ed一w般i通th用A工sp业o机se器.S人li大de多s为fo5r 自.N由E度T左3右.5，C已li能en满t P足r多of种il作e 5业.2.0
*第十三章 工业机器人机构 及其设计
§13-1 概述
§13-2 工业机E器va人lu操ati作on机o的nl分y. 类及主要技术指标 eated wi§th1A3-s3po机se器.S人lid操es作fo机r 的.N运ET动3分.5析Client Profile 5.2.0
§C13o-p4yr机ig器ht人20操19作-2机0的19静A力sp和os动e 力Pt分y L析td.
要艺完要成求编。程 外、部示相教关设/再备现E之以v间a及l的u和a信其ti息o它n传环o递境n和l状y协.况调（工传作感。器信而号后）者、是工控 eat制ed各w关i节th驱A动sp器o使se各.S杆li能de按s 预fo定r 的.N运E动T规3.律5运C动lie。nt Profile 5.2.0
1．工业机器人及操作机
工业机器人是一种能自动控制并可重新编程予以变动的多功
能机器。它有多个自由度，可用来搬运物料、零件和握持工具，
以完成各种不同的作业。
Evaluation only.
eated（w1i）th工A业sp机o器se人.S的li组de成s for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0
工业机器人操作机的分类及主要技术指标(3/5)
驱动-传动机构 由驱动器和传动机构组成。 传动有机械式、 电气式、液压式、气动式和复合式等。而驱动器有步进电机、伺 服电机、液压马达和液压缸等。
控制系统 一般由示教操作盘或控制计算机和伺服控制装置 组成。前者作用是发出指令协调各有关驱动器之间的运动，同时
传感技术C和o计p算yr机ig等ht学2科0领19域-2，0是19一A门s跨po学s科e P综t合y 技Lt术d.。而机器
人机构学乃是机器人的主要基础理论和关键技术，也是现代机械 原理研究的主要内容。
工业机器人的应用实例：
焊接作业 装配作业
清洗作业 搬运作业
§13-2 工业机器人操作机的分类及主要技术指标
智能C系o统pyr则ig由ht感2知01系9统-2和0分19析A决s策po系se统P组ty成L，t它d.分别由传
感器及软件来实现。
（2）机器人操作机
工业机器人的机械结构部分称为操作机。它由机座、腰部、 大臂、小臂、腕部及手部组成。即由手臂机构和手腕机构组成。
工业机器人操作机的分类及主要技术指标(4/5)
1．操作机位置与姿态的确定 （1）操作机位置和姿态的描述
构件的空间位置和姿态是用该构件的位置列阵rij和姿态矩阵 Rij来描述，或用该构件的位姿矩阵Mij来描述。
（2）两杆间的位置E矩v阵aluation only. eatie-1d的杆w变ii相t换hC对矩Ao与阵spp杆，yor此sii-ge1法h.的St称位l2id为0姿e1D矩s9-Hf-阵o2法rM0。1.i-N19,i，EA即Ts为p3o坐.5s标eCP系liteyin相Lt 对tPdr于.o坐fil标e 系5.2.0
的要求。Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.
（2）工作空间 即操作机的工作范围。
（3）灵活度 灵活度是指操作机末端执行器在工作（如抓取 物件）时，所能采取的姿态的多少。若能从各个方位抓取物体， 则其灵活度最大；若只能从一个方位抓取物体，则其灵活度最小。
§13-3 机器人操作机的运动分析
§工业机器人操作机机构的设计
返回
§13-1 概 述
机器人是近40年来发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机器人是机器人的一个重要分支，它的特点是可通过编 程完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器人各 自的优点，尤其是体现了人的智能和适应性，机器作业的准确性
和有在广各阔种的环应境用中前完景成。作E业v的al能ua力ti。on因o而n在ly国. 民经济各个领域中具 eated w机i器th人A技sp术o涉se及.S力li学de、s机fo械r 学.N、E电T气3液.5压C技lie术n、t P自r控of技il术e 5、.2.0
Evaluation only. eated wi控th制CAo系sp统pyorsigeh.Stl2id0驱动e1s动机9f--构o传2r01.N执机9EA行构Tsp3o.5seCPlit工eyn作Lt 系tPdr统.ofile 5.2.0
智能系统
3）机器人各部分功能 执行机构 是机器人赖以完成各种作业的主体部分。通常为 开式空间连杆机构。
（1）直角坐标型（PPP型) （2）圆柱坐标型（PPR型） （3）球坐标型（RRP型） （4）关节型 (RRR型）
工业机器人操作的分类及主要技术指标(5/5)
3．操作机的主要技术指标
（1）自由度 自由度是用来确定手部相对机座的位置和姿态
Copy传r动ig机h构t
2019-2019
Aspose
Pty
驱动电机
Ltd控. 制装置
执行机构
齿轮传动 同步带传动
机器人本体部分 5自由度焊接机器人
工业机器人操作机的分类及主要技术指标(2/5)
1）工业机器人通常由执行机构、驱动-传动系统、控制系统 及智能系统部分组成。
2）机器人各部分关系
位行检测
（3）工业机器人的发展过程 可分为以下三代：
第一代为示教/再现型机器人。它主要由机械系统和控制系统 组成。当前工业中应用最多。
第二代为感觉型机器人。如有力觉、触觉和视觉等，它具有 对某些外界信号进行反馈调整的能力。目前已进入应用阶段。
第三代为智能型机E器v人al。ua其ti尚on处o于n实ly验. 研究阶段。 eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0
的独立参数的数目。它等于操作机独立驱动的关节数目。由下式
来计算。
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F=6n ∑ ipi=∑fi pi
自由度是反映操作E机v的ai=1l通ua用ti性oin和=1o适n应ly性. 的一项重要指标。目
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*第十三章 工业机器人机构 及其设计
§13-1 概述
§13-2 工业机E器va人lu操ati作on机o的nl分y. 类及主要技术指标 eated wi§th1A3-s3po机se器.S人lid操es作fo机r 的.N运ET动3分.5析Client Profile 5.2.0
§C13o-p4yr机ig器ht人20操19作-2机0的19静A力sp和os动e 力Pt分y L析td.
要艺完要成求编。程 外、部示相教关设/再备现E之以v间a及l的u和a信其ti息o它n传环o递境n和l状y协.况调（工传作感。器信而号后）者、是工控 eat制ed各w关i节th驱A动sp器o使se各.S杆li能de按s 预fo定r 的.N运E动T规3.律5运C动lie。nt Profile 5.2.0
1．工业机器人及操作机
工业机器人是一种能自动控制并可重新编程予以变动的多功
能机器。它有多个自由度，可用来搬运物料、零件和握持工具，
以完成各种不同的作业。
Evaluation only.
eated（w1i）th工A业sp机o器se人.S的li组de成s for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0
工业机器人操作机的分类及主要技术指标(3/5)
驱动-传动机构 由驱动器和传动机构组成。 传动有机械式、 电气式、液压式、气动式和复合式等。而驱动器有步进电机、伺 服电机、液压马达和液压缸等。
控制系统 一般由示教操作盘或控制计算机和伺服控制装置 组成。前者作用是发出指令协调各有关驱动器之间的运动，同时
传感技术C和o计p算yr机ig等ht学2科0领19域-2，0是19一A门s跨po学s科e P综t合y 技Lt术d.。而机器
人机构学乃是机器人的主要基础理论和关键技术，也是现代机械 原理研究的主要内容。
工业机器人的应用实例：
焊接作业 装配作业
清洗作业 搬运作业
§13-2 工业机器人操作机的分类及主要技术指标
智能C系o统pyr则ig由ht感2知01系9统-2和0分19析A决s策po系se统P组ty成L，t它d.分别由传
感器及软件来实现。
（2）机器人操作机
工业机器人的机械结构部分称为操作机。它由机座、腰部、 大臂、小臂、腕部及手部组成。即由手臂机构和手腕机构组成。
工业机器人操作机的分类及主要技术指标(4/5)
1．操作机位置与姿态的确定 （1）操作机位置和姿态的描述
构件的空间位置和姿态是用该构件的位置列阵rij和姿态矩阵 Rij来描述，或用该构件的位姿矩阵Mij来描述。
（2）两杆间的位置E矩v阵aluation only. eatie-1d的杆w变ii相t换hC对矩Ao与阵spp杆，yor此sii-ge1法h.的St称位l2id为0姿e1D矩s9-Hf-阵o2法rM0。1.i-N19,i，EA即Ts为p3o坐.5s标eCP系liteyin相Lt 对tPdr于.o坐fil标e 系5.2.0
的要求。Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd.
（2）工作空间 即操作机的工作范围。
（3）灵活度 灵活度是指操作机末端执行器在工作（如抓取 物件）时，所能采取的姿态的多少。若能从各个方位抓取物体， 则其灵活度最大；若只能从一个方位抓取物体，则其灵活度最小。
§13-3 机器人操作机的运动分析
§工业机器人操作机机构的设计
返回
§13-1 概 述
机器人是近40年来发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机器人是机器人的一个重要分支，它的特点是可通过编 程完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器人各 自的优点，尤其是体现了人的智能和适应性，机器作业的准确性
和有在广各阔种的环应境用中前完景成。作E业v的al能ua力ti。on因o而n在ly国. 民经济各个领域中具 eated w机i器th人A技sp术o涉se及.S力li学de、s机fo械r 学.N、E电T气3液.5压C技lie术n、t P自r控of技il术e 5、.2.0
Evaluation only. eated wi控th制CAo系sp统pyorsigeh.Stl2id0驱动e1s动机9f--构o传2r01.N执机9EA行构Tsp3o.5seCPlit工eyn作Lt 系tPdr统.ofile 5.2.0
智能系统
3）机器人各部分功能 执行机构 是机器人赖以完成各种作业的主体部分。通常为 开式空间连杆机构。