第二章机器人结构

1－支架 2－第二杆章机3器－人圆结柱构 销 4－杠杆
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• 当驱动器推动杆2向上运动时，圆柱销3在 两杆4的滑槽中，迫使与支架1相铰接的两 手指（钳爪）产生夹紧动作和夹紧力。当 杆2向下运动时，手指松开。
• 夹紧力FN和驱动力FP之间的计算公式为
FN
FPa
2bc o s2
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工作空间（Working space）：机器人 手腕参考点或末端操作器安装点（不 包括末端操作器）所能到达的所有空 间区域，一般不包括末端操作器本身 所能到达的区域。
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2.2 工业机器人的结构
2.2.1 机构运动简图
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（a）表示手指（末端执行器）； （b）表示垂直、升降运动； （c）表示水平伸缩运动； （d）表示回转运动； （e）表示俯仰运动。
• 夹紧力FN和驱动力FP之间的计算公式为
FN
FPc 2btanα
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齿轮齿条平行连杆式平移型夹持器 1－扇形齿轮 2－齿条杆 3－电磁第二式章驱机动器人器结构4－机座 5、6－连杆 7－钳爪19
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• 电磁式驱动器3以驱动力FP推动齿条杆2和 两个扇形齿轮1，扇形齿轮带动杆5（它们 联接成一整体），绕O1、O2旋转。连杆5、 6，钳爪7和夹持器的机座4构成一平行四杆 机构，驱动两钳爪平移，夹紧和松开工件。
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定位精度（Positioning accuracy）：指 机器人末端参考点实际到达的位置与所 需要到达的理想位置之间的差距。
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重复性 （ Repeatability）或重复精度： o
o
在相同的位置指令下，机器人连续重
复若干次其位置的分散情况。它是衡
量一列误差值的密集程度，即重复度。
• 1、气吸式吸盘 • 它是在利用轻性橡胶或塑料制成的皮碗中形成的负压来吸住工件的。适于吸
取大而薄，刚性差的金属和木质板材、纸张、玻璃和弧形壳体零件等。根据 不同作业情况，可以做成单吸盘、双吸盘、多吸盘或特殊开关的吸盘。按形 成负压的方法有以下几种方式： • 1）挤压排气式吸盘 如图9-47a所示，靠向下挤压力将吸盘3内的空气排出， 使其内部形成负压，将工件4吸住。靠挡块（或外力FP作用）碰撞压盖1的上 部，使密封垫2抬起，进入空气，释放工件。有结构简单、质量小、成本低的 优点，但吸力不大，多用于吸取尺寸不大，薄而轻的物体。 • 2）气流负压式吸盘 控制阀将来自气泵的压缩空气自喷嘴通往，形成高速射 流，将吸盘内腔中的空气带走而形成负压，使吸盘吸住物体。如图9-47c所示， 若作业现场有压缩空气供应，这种吸盘比较方便，且成本低。 • 3）真空泵排气式吸盘 利用电磁控制阀将吸盘与真空泵相联，当抽气时，吸 盘腔内的空气被抽出，形成负压而吸住物体，见图9-47b。反之，控制阀将吸 盘与大气相连时，吸盘即失去吸力而松开工件。这种吸盘工件可靠，吸力大， 但需配备真空泵及其控制系统，费用较高。 • 图9-47d为吸取波纹板的特殊吸盘。图9-47e为双吸盘式吸头。
机械结构
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第二章 机器人的结构
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2.1 相关术语及性能指标
关节（Joint）：即运动副，允许机器人手臂各零件之间发生相 对运动的机构。
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连杆（Link）：机器人手臂上 被相邻两关节分开的部分。
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2.2.2 工业机器人手部(手爪)结构
机械式夹持器
a) 单支点回转型 b) 双支点回转型 c) 平移型 d) 内撑式
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2.2.2 工业机器人手部(手爪)结构
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1. 滑槽杠杆式手部
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滑槽杠杆式回转型夹持器
• 夹紧力FN和向丝杠提供的驱动力矩T之间的 计算公式为
T
FN d0 tan
d0为丝杠螺纹的中径（mm）；β为螺纹的螺旋角
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内撑连杆杠杆式夹持器
1－驱动第器二章2机－器杆人结构3－钳爪
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• 其撑紧方向与外夹式相反。钳壁 撑紧工 件，为使撑紧后能准确地用内孔定位，多 采用三个钳爪
• 夹紧力FN和驱动力FP之间的计算公式为
•
FN
FPc
2bsin
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连杆杠杆式回转型夹持器
1－杆 2－连杆第二3章－机摆器动人结钳构爪 4－调整垫片
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• 当驱动器推动杆1上下移动时，由杆1、连 杆2、摆动的钳爪3和夹持器体构成四杆机 构，迫使钳爪（手指）完成夹紧和松开动 作。
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楔块杠杆式回转型夹持器
1－杠杆 2－弹簧第二3－章机滚器子人结构4－楔块 5－驱动器
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• 当气缸将楔块4向前推进时，楔块上的斜面 推动杠杆1，使两个手爪产生夹紧动作和夹 紧力。当楔块后移时，靠弹簧2的拉力使手 指松开。装在杠杆上端的滚子3与杆块为滚 动接触。
• 钳爪上撑紧力FN和驱动器1作用在推杆2上 推力FP之间的计算公式为
FN
FPc
3btan
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气吸式吸盘的结构
a) 挤压排气式 b) 真空泵排气式 c) 气流负压式 d) 特殊吸盘 e) 双吸盘式吸头
1－压盖 2－第密二封章盖机器人3－结构吸盘 4－工件
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刚度（Stiffness）：机身或臂部在外力作用下抵抗变形的能力。 它是用外力和在外力作用方向上的变形量（位移）之比来度量。
自由度（Degree of freedom） ：或者称坐标轴数，是指描述物体 运动所需要的独立坐标数。手指的开、合，以及手指关节的自由 度一般不包括在内。
• 夹紧力FN和驱动力FP之间的计算公式为
FN
FPR 2l cosα
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左右旋丝杠平移型夹持器 1－电动机 2－丝杠 3－导轨 4－钳爪杆
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• 由电动机1驱动的一对旋向相反的丝杠2提 供准确的平移夹紧动作。两丝杠协调一致 地安装在同一轴上。由导轨3保证钳爪杆4 的平移运动。
注意：不同的书上，运动简图的符号表示可能不一样。
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直角坐标式
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圆柱坐标式
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球坐标式
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（a）直接驱动型
（b）平行连杆型
（c）偏置型
（d）平面型
第关二节章坐机器标人式结构
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