机器人机械资料
机器人的机械结构
机器人本体由机座、腰部、大臂、小臂、手腕、末端执行器和驱动装置组成。
共有六个自由度，依次为腰部回转、大臂俯仰、小臂俯仰、手腕回转、手腕俯仰、手腕侧摆。
机器人采用电机驱动，电机分为步进电机或直流伺服电机。
直流伺服电机能构成闭环控制、精度高、额定转速高、但价格较高，而步进电机驱动具有成本低、控制系统简单。
各部件组成和功能描述如下：
（1）底座部件：底座部件包括底座、回转部件、传动部件和驱动电机等。
（2）腰部回转部件：腰部回转部件包括腰部支架、回转轴、支架、谐波减速器、制动器和步进电机等。
（3）大臂：大臂和传动部件
（4）小臂：小臂、减速齿轮箱、传动部件、传动轴等，在小臂前端固定驱动手腕三个运动的步进电机。
（5）手腕部件：手腕壳体、传动齿轮和传动轴、机械接口等。
（6）末端执行器：根据抓取物体的形状、材质等选择合理的结构。
（7）。
2.1.12.1机器人的机械构造
– 其作用是将一种运动形式转变为另一种运动形式，并把作用在主动构件上的力传给从动构 件以输出功率。
(3)．刚度
• 刚度（Stiffness）：是机器人机身或臂部在外力作用下抵抗变形的能力。它。
• 机械零件和构件抵抗变形的能力。在弹性范围内，
（5）行走机构是由驱动装置、传动 机构、位置检测元件、传感器、电缆及 管路等组成。它一方面支承机器人的机 身、臂部和手部，另一方面还根据工作 任务的要求，带动机器人实现在更广阔 的空间内运动。
第二章：机器人机械结构
2.1.4 机器人机构的运动
（1）手臂的运动
1）垂直移动 指机器人手臂的上下移动。这种运动通常采用液压缸机构或其他垂直升降 机构来完成，也可以通过调整整个机器人机身在垂直方向上的安装位置来实现。 2）径向移动 是指手臂的伸缩运动。机器人手臂的伸缩使其手臂的工作长度发生变化。
– 机器人手臂上被相邻两关节分开的部分，是保持各关节间固定关系的刚体，是机械连杆机 构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件。
– 例如在往复活塞式动力机械和压缩机中，用连杆来连接活塞与曲柄。连杆多为钢件，其主 体部分的截面多为圆形或工字形，两端有孔，孔内装有青铜衬套或滚针轴承，供装入轴销 而构成铰接。
3）回转运动 指机器人绕铅垂轴的转动。这种运动决定了机器人的手臂所能达到的角位 置。
第二章：机器人机械结构
2.2.2 机器人机构的运动
（２）．手腕的运动 1）手腕旋转 手腕绕小臂轴线的转动。有些机器人限制其手腕转动角度小于360°。 另一些机器人则仅仅受到控制电缆缠绕圈数的限制，手腕可以转几圈。 2）手腕弯曲 指手腕的上下摆动，这种运动也称为俯仰。 3）手腕侧摆 指机器人手腕的水平摆动。手腕的旋转和俯仰两种运动结合起来可以 构成侧
机器人学_第2章_机器人机械结构
– 肩关节的摆动：
• 电机M2→同步带传动B2→减速器R2→肩关节摆动n2
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腕部俯仰
关节型机器人传动 系统图：
肘关节摆动
肩关节的摆动
腕部的旋转
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腕部旋转局部图例：
电机M5→减速器R5→链轮 副 C5→锥齿轮副G5→旋转运动n5
上料道与下料道分 别设在机床的两侧， 双臂能同时动作， 两臂同步沿横梁移 动，缩短辅助时间
b.双臂交叉配置，
两臂轴线交于机床 的中心，两臂交错 伸缩进行上下料， 并同时沿横梁移动
c.双臂交叉配置，
悬伸梁式，横梁长 度较a,b短，双臂位 于横梁的同一侧
5
(2).双臂悬挂式（b）
双臂回转型，双 臂交叉且绕同轴 回转，分别负责 上下料（主要是 盘状零件），只 需一个动力源， 结构紧凑，动作 范围大
第2章 机器人的机械结构
2.1 机身和臂部 2.2 腕部和手部结构 2.3 传动部件设计
1
2.1 机身和臂部
• 一.机身和臂部的作用
• 机身是直接连接支承传动手臂和行走机 构的部件，机身可以是固定的，也可以 是行走式的
• 手臂部件用来支承腕部（关节）和手部 （包括工件和工具），并带动它们在空 间运动
• 远距离传动手腕：
–有时为了保证具有足够大的驱动力，驱动装 置又不能做得足够小，同时也为了减轻手腕 的重量，采用远距离的驱动方式，可以实现 三个自由度的运动。
44
1）液压直接驱动BBR手腕图例：
回转 R
俯仰 B
偏转 B
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2）. 单回转腕部 结构示例
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3）双回转油缸驱动手腕
机器人的组成结构及原理
机器人的组成结构及原理机器人是一种能够自动执行任务的机械设备。
它们可以被用于各种各样的任务，从工业制造到医疗保健和军事应用等。
机器人的组成结构和原理是机器人技术的核心，这篇文章将会介绍机器人的组成结构和原理，以及机器人的应用领域。
一、机器人的组成结构机器人通常由以下几个部分组成：1. 机械结构：机械结构是机器人的骨架，它包括机器人的机身、关节、连接器、执行器等。
机械结构的设计直接影响机器人的稳定性、精度和速度。
2. 传感器：传感器是机器人的感知器，它们能够感知环境中的信息并将其转化为机器人能够理解的数据。
传感器包括摄像头、激光雷达、声音传感器、触摸传感器等。
3. 控制系统：控制系统是机器人的大脑，它负责控制机器人的运动和行为。
控制系统包括计算机、控制器、运动控制器等。
4. 能源系统：能源系统是机器人的动力源，它提供机器人所需的能量。
能源系统包括电池、液压系统、气压系统等。
二、机器人的原理机器人的原理是通过机械结构、传感器和控制系统的协同作用来实现机器人的运动和行为。
机器人的运动和行为通常通过以下几个步骤来实现：1. 感知环境：机器人通过传感器感知环境中的信息，并将其转化为机器人能够理解的数据。
2. 分析数据：机器人的控制系统对感知到的数据进行分析，并根据分析结果制定相应的行动计划。
3. 运动控制：机器人的控制系统通过运动控制器控制机械结构的运动，从而实现机器人的运动和行为。
4. 反馈控制：机器人在运动和行为过程中，通过传感器不断反馈环境的变化信息给控制系统，从而实现机器人的自适应控制。
三、机器人的应用领域机器人的应用领域非常广泛，以下是几个典型的应用领域：1. 工业制造：机器人在工业制造中的应用非常广泛，如汽车制造、电子制造、食品加工等。
机器人能够提高生产效率、降低成本、提高产品质量。
2. 医疗保健：机器人在医疗保健中的应用也越来越广泛，如手术机器人、康复机器人、护理机器人等。
机器人能够提高手术精度、减少手术创伤、提高康复效果。
机器人相关资料
机器人相关资料定义：机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。
”它能为人类带来许多方便之处！组成部分：机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。
执行机构：即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。
根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。
出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部（夹持器或末端执行器）和行走部（对于移动机器人）等。
分类：中国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。
所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。
而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。
在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。
国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人，这和中国的分类是一致的。
空中机器人又叫无人机器，在军用机器人家族中，无人机是科研活动最活跃、技术进步最大、研究及采购经费投入最多、实战经验最丰富的领域。
80多年来，世界无人机的发展基本上是以美国为主线向前推进的，无论从技术水平还是无人机的种类和数量来看，美国均居世界之首位。
家务型能帮助人们打理生活，做简单的家务活。
操作型能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。
机器人的技术参数
机器人的技术参数一、机器人的概述机器人是一种能够自主执行任务的智能设备，它们通常由电子、机械和软件三部分组成。
机器人可以在不同的环境下工作，例如生产线、医疗保健、教育等领域。
二、机器人的技术参数1. 电源：机器人通常使用直流电源或交流电源，电压范围从100V到240V。
2. 外形尺寸：机器人的外形尺寸取决于其用途和设计，通常在1米到2米之间。
3. 重量：机器人的重量也因用途和设计而异，通常在50公斤到150公斤之间。
4. 最大负载能力：这是指机器人可以承受的最大物体重量。
最大负载能力通常在10公斤到100公斤之间。
5. 工作半径：这是指机器人可以覆盖的最大工作范围。
工作半径通常在1米到2米之间。
6. 自由度：自由度指机器人可控制的关节数量。
一般来说，自由度越高，机器人越灵活。
自由度通常在4到7个关节之间。
7. 精度：精度是机器人执行任务的准确度。
它通常由机器人的控制系统和传感器决定。
8. 速度：速度是机器人完成任务所需的时间。
它通常由机器人的电机和驱动系统决定。
9. 传感器：机器人通常配备了多种传感器，包括视觉传感器、力传感器、温度传感器等，以便执行任务时能够正确地感知环境。
10. 控制系统：控制系统是机器人的大脑，它负责处理和分析传感器数据，并将指令发送给电机和驱动系统。
11. 通信接口：通信接口允许机器人与其他设备进行交互，例如计算机、手机或其他智能设备。
12. 软件平台：软件平台是机器人的操作系统，它提供了用户界面、编程语言等功能，使用户可以轻松地控制和编程机器人。
三、结论综上所述，机器人技术参数涵盖了多个方面，包括电源、外形尺寸、重量、最大负载能力、工作半径、自由度、精度、速度、传感器、控制系统、通信接口和软件平台。
不同类型的机器人具有不同的技术参数，因此在选择机器人时，需要根据具体的用途和需求进行评估和选择。
NACHI那智机器人资料初学篇
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型号的含义
MC20 -01-FD11
表示机器人系列名称
ＭＣ系列
ＭＲ系列
ＳＣ系列
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ＳRA系列
型号的含义
MC20 -01-FD11
表示机器人可以搬运的重量 单位：kg
可搬运重量越大, 机器人形体越大。
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型号的含义
MC20 -01-FD11
表示机器人的类型。 T:架台安装 等
可搬运物件的 重量
可达到的 工作精度
使用时对 环境的要求
・3.14[rad] = 180[° ], 1[N･m] = 1/9.8[kgf･m] ・第1轴～第6轴在控制画面上分别以J1～J6表示
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SRA166-01为例
动作范围图示
当装上工具（抓手）的时候 请注意这部分的长度要 变大。
基本规格的动作范围， 是按照手腕回转轴的
88.9 kg･m２
141.1 kg･m２
45.0 kg･m２
79.0 kg･m２
±0.1 mm
±0.15 mm
地面安装
环境温度： 0 ～ 45 ℃ 环境湿度： 20 ～ 85 %RH （无冷凝） 允许高度： 海拔1,000ｍ以下 安装面的允许震动： 0.5 G （4.9m/s2）以下
960 kg
990 kg
2.01 rad/s（115ﾟ/s） 1.83 rad/s（105ﾟ/s）
2.11 rad/s（121ﾟ/s）
1.97 rad/s（113ﾟ/s）
3.14 rad/s（180ﾟ/s） 3.02 rad/s（173ﾟ/s）
2.44 rad/s（140ﾟ/s） 2.32 rad/s（133ﾟ/s）
机器人的机械结构
机器人的机械结构一、机械臂：机械臂是机器人最重要的部分，它模拟人类的手臂动作，用于实现各种任务。
一般机械臂由几段连杆组成，每个连杆之间通过关节连接。
机械臂的结构决定了机械臂的运动范围和灵活性，常见的机械臂结构有直线运动结构、旋转关节结构、虫轮驱动结构等。
二、关节：关节是机械臂的重要组成部分，它连接两个连杆，使机械臂能够进行转动或弯曲。
常见的关节有旋转关节、滚动关节、剪刀关节等，它们通过电机驱动和传动装置来实现运动，可以实现机械臂的多个自由度运动。
三、传动装置：机器人的运动需要通过传动装置实现，常见的传动装置有齿轮传动、皮带传动、蜗轮传动等。
传动装置可以将电机的转动传递给机械臂，并根据需求进行速度调节和力矩放大，实现机器人的运动控制。
四、传感器与执行器：机器人的机械结构与传感器和执行器紧密相关。
传感器可以感知环境和物体的信息，如光电传感器、触摸传感器、距离传感器等，通过传感器，机器人可以实现对环境的感知和交互。
执行器是机器人运动的驱动器，如电机、气缸等。
它们与机械结构相互配合，使机器人能够具有自主执行任务的能力。
五、框架与支撑结构：机器人的框架和支撑结构起到支撑和保护机器人的作用，使其能够稳定地进行运动。
框架通常是由刚性材料制成，如金属或复合材料，以确保机器人的稳定性和刚性。
支撑结构支持机器人的各个部件，同时还能降低振动和噪音等对机器人性能的不良影响。
六、人机接口和控制系统：机器人的机械结构是人机接口和控制系统的基础，通过人机接口和控制系统，人们可以与机器人进行交互和控制。
人机接口包括各种控制按钮、触摸屏、语音识别等，通过人机接口，人们可以向机器人发出指令和进行交互。
控制系统是机器人的大脑，可以控制机械臂的运动、传感器的数据采集和分析等，实现机器人的智能化运作。
总之，机器人的机械结构是机器人的骨架，是实现机器人运动和任务的基础。
机械结构的设计与制造决定了机器人的功能和性能，可以根据不同的任务需求进行灵活的设计和优化。
机器人的机械结构
机身和臂部结构
2.3.4 曲伸式 (1)平面屈伸 (2)SCARA机器人 (3)空间屈伸
三 手腕结构
手腕是联接手臂和手部的结构部件，它的主要作 用是确定手部的作业方向。因此它具有独立的自 由度，以满足机器人手部完成复杂的姿态。
要确定手部的作业方向，一般需要三个自由度， 这三个回转方向为：
1）臂转 绕小臂轴线方向的旋转。 2）手转 使手部绕自身的轴线方向旋转。 3）腕摆 使手部相对于臂进行摆动。
手臂结构
吸附式手部靠吸附力取料。根据吸附力的不同有以下两种：
（1）气吸式 气吸式手部是工业机器人常用一种吸持工件的装置。它 由吸盘（一个或几个）、吸盘架及进排气系统组成，具有结构简单、 重量轻、使用方便可靠等优点。广泛用于非金属材料（如板材、纸条、 玻璃等物体）或不可有剩磁的材料的吸附。
（2）磁吸式 磁吸式手部是利用永久磁铁或电磁铁通电后产生的磁力 来吸附工件的，其应用较广。磁吸式手部与气吸式手部相同，不会破 坏被吸件表面质量。磁吸式手部比气吸式手部优越的方面是：有较大 的单位面积吸力，对工件表面粗糙度及通孔、沟槽等无特殊要求。磁 吸式手部的不足之处是：被吸工件存在剩磁，吸附头上常吸附磁性屑 （如铁屑等），影响正常工作。因此对那些不允许有剩磁的零件要禁 止使用。
五 行走机构
行走机构是行走机器人的重要执行部件，它由驱动装置、 传动机构、位置检测元件、传感器、电缆及管路等组成。 它一方面支撑机器人的机身、臂部和手臂，另一方面还根 据工作任务的要求，带动机器人实现在更广阔的空间内运 动。
一般而言，行走机器人的行走机构主要有车轮式行走机构、 履带式行走机构和足式行走机构，此外，还有步进式行走 机构、蠕动式行走机构、混合式行走结构和蛇式行走机构 等，以适合于各种特别的场合。
机器人资料
机器人机械结构指其机体结构和机械传动系统，也是机器人的支承基础和执行机构。
直角坐标机器人：结构特点：在直角坐标空间内解耦，空间轨迹易于求解；易于实现高定位精度；当具有相同的工作空间时，本体所占空间体积较大。
圆柱坐标机器人：结构特点：在圆柱坐标空间内解耦；能够伸入型腔式空间；相同工作空间，本体所占空间体积比直角坐标式要小；直线驱动部分密封、防尘较难。
极坐标机器人：结构特点：所占空间体积小，机构紧凑；往往需要将极坐标转化成我们习惯的直角坐标，轨迹求解较难；直线驱动同样存在密封、防尘问题。
垂直多关节机器人：结构特点：机构紧凑，动作灵活，工作空间大；能绕过基座周围的一些障碍物；适合电机驱动，关节密封、防尘比较容易水平多关节机器人（SCARA ）：结构特点：作业空间与占地面积比很大，使用起来方便，沿升降方向刚性好，尤其适合平面装配作业。
1、三相异步电动机：220V2、单相交流电动机：220V3、直流电动机：24V 调速：变频器调速器舵机主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。
其工作原理是由接收机发出讯号给舵机，经由电路板上的IC判断转动方向，再驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回讯号，判断是否已经到达定位。
直线电机是把电能直接转化为直线机械运动能量的装置。
电机是一种执行装置，是执行器的一种。
蜗轮蜗杆减速器：发热磨损---润滑减速比：蜗轮齿数/蜗杆头数；蜗杆头数越多，传动效率越高，但加工会更加困难。
若要求自锁，应选择单头。
行星减速器：当太阳轮旋转时，带动行星齿轮旋转，由于齿圈被固定，所以行星齿轮除作自转外，还将绕中心旋转轴线作行星运动-低速公转运动，通过行星轮轴，将行星齿轮的低速公转运动传至输出轴，这样便完成了减速运动。
谐波减速器：由谐波发生器（椭圆形凸轮及薄壁轴承）、柔轮（在柔性材料上切制齿形）以及与它们啮合的钢轮构成的传动机构。
谐波减速器原理：柔轮的齿数比钢轮的齿数少两个齿。
工业机器人的基本组成与技术参数
55°至205°
280（°）/s
Axis4 手腕 Axis5 弯曲
230°至230° 120°至125°
560（°）/s 420（°）/s
Axis6 翻转
400°至400°
750（°）/s
工业机器人基础
人机交互系统是使操作人员参与机器人控制并与机器人进行联系的装置，如计算机的标 准终端、信息显示板、指令控制台、危险信号报警器等。该系统归纳起来可分为指令给定 装置和信息显示装置两大类。
2）控制系统
通过对工业机器人驱动系统的控制，使执行机构按照规定的要求进行工 作。工业机器人的控制系统一般由控制计算机和伺服控制器组成。控制计算 机不仅发出指令，协调各关节驱动之间的运动，同时要完成编程示教及再现， 在其他环境状态（传感器信息）、工艺要求、外部相关设备（如电焊机）之 间传递信息和协调工作。伺服控制器控制各个关节的驱动器，使各杆按一定 的速度、加速度和位置要求进行运动。
（2）说明书上提供的工作范围往往要小于运动学意义上的最大空间。
（3）实际应用中的工业机器人还可能由于受到机械结构的限制，在工 作范围的内部也存在着臂端不能到达的区域，这类区域称为空洞或空腔。
2．自由度
自由度是指机器人操作机在空间运动所需的变量数，用以表示机器人动作灵活 程度的参数，一般是以沿轴线移动和绕轴线转动的独立运动的数目来表示。
4．运动速度
运动速度影响工业机器人的工作效率和运动周期，它与工业机器人所提取的重力和位 置精度均有密切的关系。运动速度提高，工业机器人所承受的动载荷会增大，所承受的 加减速时的惯性力也会增大，这会影响工业机器人的工作平稳性和位置精度。以目前的 技术水平而言，一般工业机器人的最大直线运动速度大多在1 000 mm/s以下，最大回转速 度一般不超过120（°）/s。
NACHI那智机器人资料(保养编)
和安全注意事项。
安全意识教育
02
定期对操作人员进行安全意识教育，提高他们的安全意识和应
对危险情况的能力。
紧急处理措施
03
向操作人员传授紧急处理措施，如发生意外情况应如何迅速采
取有效措施，以最大程度地减少损失。
感谢观看
THANKS
保养指南
日常保养事项
清洁机器人表面
每天使用干燥的微纤维布轻轻擦拭机器人外壳，以去除灰尘和污 垢。避免使用含有化学物质的清洁剂，以免损坏涂层。
检查电池电量
确保电池充电至足够的电量以应对日常任务。长时间不使用时，应 将机器人电池充满电并存放于干燥的地方。
检查传感器和导航系统
确保所有传感器和导航系统正常工作，无遮挡物影响机器人的正常 运行。
特殊情况保养措施
机器人故障
如果机器人出现故障，应立即停止使 用并联系专业人员进行检修。不要尝 试自行修理，以免造成进一步损坏。
长时间不使用
如果机器人长时间不使用，应将电池 充满电后存放在干燥的地方，并定期 检查电池状况。再次使用前应对机器 人进行全面检查和维护。
03
常见故障与排除
常见故障分类
硬件故障
启动与关闭
维护与保养
在启动机器人之前，需要检查电源连 接和周围环境的安全性。关闭机器人 时，应按照规定的步骤进行操作。
为了保持机器人的性能和延长使用寿 命，需要定期进行维护和保养，包括 清洁、润滑和检查等。
基本操作
机器人操作主要包括移动、抓取、放 置等基本动作，通过控制面板或遥控 器进行操作。
02
除非必要，否则不要自行拆解 机器人，以免造成进一步损坏
。
04
安全操作规范
安全操作流程
机器人的基本组成
机器人的基本组成机器人是一种能够自主执行任务的机械设备，它们可以在工业、医疗、军事等领域发挥重要作用。
机器人的基本组成包括机械结构、电子控制系统、传感器和电源等部分。
机械结构是机器人的基础，它决定了机器人的外形和功能。
机器人的机械结构通常由机械臂、关节、轴承、齿轮等部分组成。
机械臂是机器人最重要的部分之一，它可以完成各种动作，如抓取、旋转、弯曲等。
关节是机械臂的连接部分，它可以使机械臂在不同方向上运动。
轴承和齿轮则是机器人的传动部分，它们可以使机械臂在运动时更加平稳和精确。
电子控制系统是机器人的大脑，它可以控制机器人的运动和行为。
电子控制系统通常由微处理器、电机驱动器、编码器等部分组成。
微处理器是电子控制系统的核心，它可以接收传感器的信号并根据程序控制机器人的运动。
电机驱动器则是控制机器人电机的部分，它可以使机器人的运动更加平稳和精确。
编码器则是测量机器人运动的部分，它可以使机器人的运动更加精确和可控。
传感器是机器人的感官器官，它可以感知机器人周围的环境和物体。
传感器通常包括视觉传感器、声音传感器、力传感器等。
视觉传感器可以使机器人看到周围的物体和环境，声音传感器可以使机器人听到周围的声音，力传感器可以测量机器人的力量和压力。
电源是机器人的能量来源，它可以为机器人提供电力和能量。
电源通常包括电池、电源适配器等。
电池是机器人的移动电源，它可以为机器人提供电力和能量，电源适配器则是机器人的固定电源，它可以为机器人提供稳定的电力和能量。
机器人的基本组成包括机械结构、电子控制系统、传感器和电源等部分。
这些部分相互配合，使机器人能够完成各种任务和工作。
随着科技的不断发展，机器人的基本组成也在不断更新和完善，为人类带来更多的便利和效益。
机器人机械系统的组成
机器人机械系统的组成机器人机械系统是指机器人所具备的用于操作和执行任务的各种机械装置和部件的总称。
一个完整的机器人机械系统通常由多个组成部分组成，每个部分都有着不同的功能和作用。
下面将介绍机器人机械系统的几个重要组成部分。
1. 机器人结构机器人的结构是机器人机械系统的基础，它决定了机器人的外形和动作灵活性。
机器人的结构通常包括机械臂、关节和机器人末端执行器等。
机械臂是机器人最核心的组件，它由若干条连杆和关节连接而成，可以实现多个自由度的运动。
关节则负责连接机械臂的各个连杆，使得机器人能够实现复杂的动作。
而机器人末端执行器则可以根据任务需求进行更换，如夹爪、喷枪等。
2. 传动系统传动系统是机器人机械系统中负责传递能量和力量的部分。
常见的机器人传动系统包括电机、减速器和传动机构等。
电机是机器人驱动的核心元件，可以将电能转化为机械能。
减速器则可以降低电机的速度并增加扭矩输出，使得机器人可以更精确地执行任务。
传动机构则将电机和减速器与机械臂连接起来，将能量和力量传递到机械臂上，驱动机械臂进行运动。
3. 传感器系统传感器系统是机器人机械系统中负责感知环境和获取信息的部分。
传感器可以帮助机器人感知周围的物体和环境，并实时获取相关的信息。
常见的机器人传感器包括视觉传感器、力传感器和触觉传感器等。
视觉传感器可以帮助机器人识别目标物体的位置和形状，力传感器可以测量机器人施加的力，而触觉传感器则可以模拟人类的触觉感知，实现对物体的触摸和抓取。
4. 控制系统控制系统是机器人机械系统中负责指挥和控制机器人运动的部分。
它由控制器和控制算法组成。
控制器是机器人的大脑，可以接收传感器的反馈信息，并根据预设的任务要求，计算出适合的控制信号，控制机器人的运动和动作。
控制算法则是指控制器中的数学模型和计算方法，它可以根据机器人模型和任务需求，优化机器人的运动轨迹和动作规划。
综上所述，机器人机械系统的组成包括机器人结构、传动系统、传感器系统和控制系统等部分。
机器人的组成结构及原理
机器人的组成结构及原理机器人是一种能够自主工作的机械设备，是由电子、机械和控制系统组成的复杂系统。
它们使用不同的形式和尺寸的机器人臂来执行各种任务。
下面将阐述机器人主要的组成结构及其原理。
1. 机械结构机械结构是机器人主体的结构，是连接和支撑机器人各部分的基础。
它包括机器人臂、关节、运动系统等。
机器人臂是机器人最重要的部分，它可以根据需求伸缩、旋转和弯曲。
关节是连接机器人臂和其他部分的主要部件，它们可以围绕任意三个轴自由旋转。
运动系统则负责控制机器人的运动。
2. 传感器机器人需要大量的传感器来感知周围环境，从而做出正确的决策。
这些传感器可以包括相机、声音传感器、压力传感器等。
相机可以用来捕获图像，声音传感器可以检测声音，压力传感器可以检测机器人与其他物体之间的压力。
3. 控制系统机器人的控制系统是机器人的大脑。
它包括计算机、编码器、运动控制器和传感器等。
计算机负责计算和传递指令，编码器用于测量怎样从一种状态到达另一种状态，运动控制器控制运动系统的操作，传感器用于提供精确的位置和姿态信息。
4. 电气系统电气系统包括电池、电动机和电机控制器。
电池是机器人的能源来源，它们需要充电才能正常运行。
电动机是机器人的动力系统，它们与机器人的运动部分相连，驱动机器人移动和工作。
电机控制器则负责控制电动机的速度和方向。
5. 软件系统软件系统是机器人的“思考”系统，可以根据程序执行任务。
它包括机器人的程序和算法，这些程序可以由人工智能和机器学习算法支持。
这些算法允许机器人学习并调整其行为，以根据输入数据做出更好的决策。
以上是机器人的主要组成结构及其功能原理。
了解这些原理可以帮助我们更好地理解机器人是如何工作的，以及如何使用它们来完成各种任务。
在未来，机器人将进一步改变我们的生活和工作方式，因为它们能够在许多领域自动化，从而提高效率和生产力。
机器人的机械结构
机器人的机械结构概述机器人的机械结构是指由各种零部件组成的，用于支撑机器人身体、传递运动和力量的框架和连接装置。
机械结构是机器人的基础，直接影响机器人的稳定性、灵活性和执行力。
本文将介绍机器人的机械结构的种类、设计原则和常用零部件。
机械结构种类机器人的机械结构可以分为刚性结构和柔性结构两种类型。
刚性结构刚性结构是指由刚性材料组成的，具有较高强度和刚度的结构。
刚性结构适用于需要精确运动和力量传递的场景。
常见的刚性结构包括铝合金框架、钢材支撑等。
刚性结构在机器人工业和军事领域广泛应用。
柔性结构柔性结构是指由弹性材料或具有一定弯曲能力的部件组成的结构。
柔性结构充分利用材料的柔韧性，可以实现机器人的柔软运动和机械灵活性。
常见的柔性结构包括聚合物弹性体、液体材料、软体机械构件等。
柔性结构适用于需要具有触觉、变形和适应性的场景。
设计原则机器人的机械结构设计需要考虑以下几个原则：1.强度和刚度：机械结构需要具有足够的强度和刚度，以承受机器人的运动、载荷和外界干扰。
在材料选择和结构设计上，需要考虑机械结构的受力分布和应力集中情况，以确保结构的稳定性和耐久性。
2.灵活性：机械结构需要具有一定的灵活性，以适应不同工作场景和任务需求。
灵活性可以通过使用柔性结构或可调节的连接件来实现。
同时，机械结构还应该考虑易于改装和扩展的设计，以便于后期功能的升级和增加。
3.重量和尺寸：机械结构应该尽可能轻量化和紧凑化，以减少机器人的整体重量和尺寸。
轻量化可以提高机器人的运动灵活性和功耗效率，同时降低机器人的成本和能源消耗。
4.可维护性和易装配：机械结构应该易于维护和维修，以减少机器人的停机时间和维护成本。
同时，机械结构应该采用模块化设计和标准化连接方式，以方便零部件的更换和装配。
常用零部件机器人的机械结构由各种零部件组成，下面介绍几种常见的机器人零部件：关节关节是机器人运动的基本单元，通过关节的转动实现机器人的运动灵活性。
常见的关节类型包括旋转关节、平移关节、万向关节等。
机械设计基础学习机械设计中的机器人基础知识
机械设计基础学习机械设计中的机器人基础知识机器人是指一种能够代替人类进行某种工作或活动的自动化机械装置。
机器人的应用已广泛渗透到各行各业，特别是在工业领域中，机器人的运用使得生产效率得以大幅提升。
而机器人的设计和制造，主要是依赖于机械设计的基础知识和技术。
一、机器人的分类机器人按照其用途和功能的不同，可以分为工业机器人、服务机器人和特殊机器人三种类型。
1. 工业机器人：主要用于工业生产中的自动化，如焊接、装配、搬运等工作。
工业机器人一般拥有多轴联动、高精度定位和强大的运动控制能力。
2. 服务机器人：主要应用于人们的生活和服务领域，例如家庭清洁机器人、医疗护理机器人等。
服务机器人往往具备与人进行交互的能力，包括语音识别、图像处理等。
3. 特殊机器人：主要用于特定的工作场景，如探测机器人、军事机器人等。
这些机器人在特殊环境中能够实现任务的自主执行或辅助人类完成任务。
二、机器人的主要组成部分机器人的主要组成部分包括机械结构、控制系统和动力系统。
1. 机械结构：机械结构是机器人的支撑和载体，包括机器人的身体框架和运动机构。
机器人的机械结构应具备足够的稳定性和刚性，以保证机器人在工作中的精度和稳定性。
2. 控制系统：控制系统是机器人的大脑，用于控制机器人的运动和行为。
控制系统包括传感器、执行器、控制器和编程设备等。
传感器负责获取机器人周围环境的信息，执行器根据控制器的指令控制机器人的运动。
3. 动力系统：动力系统提供机器人的能源和动力，使其能够实现各种工作和任务。
动力系统可以采用电、气、液等形式，根据机器人的用途和要求选择合适的动力系统。
三、机械设计中的机器人基础知识在机械设计中，机器人的相关知识是必不可少的。
以下是机械设计中与机器人有关的基础知识：1. 运动学：机器人的运动学是机器人设计和控制的基础。
了解机器人的运动学可以帮助我们确定机器人的运动范围、速度、加速度等参数，为机器人的设计和控制提供依据。
2. 机构设计：机器人的机构设计涉及到机械结构的设计和选择。
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同步轮、同步带
• 同步轮是一种特殊的齿轮，它与同步带配合 使用。作为力的传动，同步轮上的齿形、齿 距等参数必须和使用同步带严格一致。经同 步带连动的两个轴的转动参数则完全同步。 当需要多个零件动作完全一致地同步进行时， 应采用同步带机构。同步带机构必须利用配 套的齿形带轮和同步带。
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皮带轮和皮带
用的一种齿轮，呈圆柱形，轮齿均匀分布于 外圆柱面，轮齿面垂直于轴，轮齿平行于轴 线。
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• 斜齿轮：斜齿轮也呈圆柱状，轮齿和轴线成 一定角度。相对直齿轮，斜齿轮传动更安静， 可以传递更大载荷，承受最高转速。
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• 蜗轮：蜗轮由蜗杆和蜗轮两部分组成，可以视为用 两个斜齿轮以适当角度配对传动。
• 其中蜗杆样子像螺栓，轮齿具有很小的螺旋角。蜗 杆的从动轮使用斜齿轮或直齿轮。
• 通过传动皮带，将2个皮带轮相连，在改变 转速情况下进行动力传送。轮的主要参数有 轮的外径以及轮上的皮带槽。常见的有矩形、 半圆、梯形几种，皮带槽的形状则根据传送 带的形状来决定。机器人竞赛常先选用合适 的传送带，再决定皮带轮的加工。
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轴承
• 为减少摩擦力，提高机械效率，轴承是常采 用的部件。机器人竞赛中使用的是微型轴承， 轴承内径为4～6ram，外径为13～20ram。 轴承加装单盖或双盖，以防止灰尘进入。轴 承内径中的轴以及外径安装孑L都要精确加 工成紧配合。对微型轴承的安装过程，要特 别小心，防止其变形或损坏。
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2.3常用机械结构
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变速机构
• 我们知道的移动机器人，多数以电机驱动， 但电机速度一般每分钟近6000转。速度虽然 很高，但电机输出转动力矩却很小，无法驱 动机器人移动。为了增加驱动力，就要使用 减速机构，进行速度和力矩变换。
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履带
• 使用履带也是竞赛机器人常用的移动方式之 一。它比车轮移动惯性小，容易控制，但速 度比轮式低。履带移动机构比较复杂，自制 困难，加工造价高，一般从玩具厂选择合适 的尺寸，购买全套部件装配使用，或者直接 购买履带式玩具加以改装。使用宽的同步带 进行再加工，也可充当履带使用。
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连轴器
• 顾名思义，连轴器的功能就是将主动轴和从 动轴连接起来，从而使驱动轴随主动轴转动。 连轴器有刚性连轴器和弹性连轴器两类，每 类又有两端相同轴径和不同轴径之分。刚性 连轴器要求在安装中，主动轴要和驱动轴完ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ全同心转动，否则因受力不平衡等原因，极 易造成相连部件的损坏。
第2章机器人机械
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2.1机械设计原则
• 任何动作的设计，最终都要通过机械去完成 • 因此：机械部分才是机器人设计中最关键的
部分 • 设计原则：以简单为第一准则。在设计的全
过程中，要时刻贯穿尽量使用最简单、明了、 直接的结构去实现所需要功能的设计理念。
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2.2常用机械零件
• 齿轮 • 直齿轮：直齿轮是机器人制作结构中最常使
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• 行星齿轮：行星齿轮其实是直齿轮的组合， 主要用于承载能力很强而空间却有限的场合， 例如直流电机的变速箱部分。
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齿条
• 齿条是在一个矩形长条上，所有齿平行排列 成直线的机械零件。它可以固定带有小齿轮 轴转动的部件，即可以将旋转运动转换成直 线运动；或者固定齿条部分，当小齿轮转动 时，带有小齿轮的部件则会在齿条上产生平 行移动。
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万向轮
• 使用两轮驱动的机器人，常将两驱动轮作为 主动轮安装在后部两侧，而在前部正中央位 置安装一个万向轮，主要用以支撑。万向轮 在受力情况下可向任意方向转动，将机器人 设计成带有一个万向轮的三轮结构，可以减 小转弯半径。由于前部万向轮的灵活性，机 器人可以按要求实现运动控制。
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链条
• 链条是一种很好的传动带，最常见到是自行 车和摩托车上的传动链条。它不易打滑，传 动可靠，传动承载力较强。可选用摩托车体 内部使用的小型链条，在摩托车维修店就可 购到。一般是一条链，两个配对链轮，价格 便宜，质量好。链条的尺寸可以根据需要加 长或减短，链条两端的链轮在安装时应在同 一平面上，这样，链条在同一直线上传动效 率高，不易滑脱。同时，安装的链条要松紧 适度。
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轴
• 机器人结构中常使用各种直径的轴。由于轴 相对比较细长，加工困难，价格又高，因此 可在金属构件店购买各种直径的轴销来代替， 效果很好。直径分别为3ram、4mm、5ram、 6ram、8ram、l0mm的轴销都能购买到，可 用钢锯或其他方法加工成合适的长度来使用。
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螺杆
• 螺杆也是机器人装配中常用到的，在家庭装 潢商店可以购买到吊顶用的直径为6～8mm 的螺杆。在金属构件商店，还可以买到不锈 钢或黄铜螺杆。对于所需螺杆的长度小于 l00mm的情况，可直接购买长螺丝钉来代替。
• 蜗轮工作安静，可以获得极高的减速比，并具有自 锁功能。
• 自锁功能意味着当没有功率输入的时候，蜗轮依然 能够保持在原位置，不会因重力或其他原因出现反 向移动。
• 对于机器人竞赛来说，在某些情况下，特别需要自 锁功能。蜗杆和从动蜗轮分别在垂直平面和水平平 面上转动，可作垂直方向转动。
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• 锥齿轮：又称伞齿轮，其外形呈圆锥状。它 的轮齿可以是直齿，并和旋转方向垂直。也 有少量伞齿轮的轮齿是弯曲的。伞齿轮可承 载的能力比较大，而且和蜗轮一样，可以作 垂直方向旋转力转动。
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车轮
• 目前，竞赛机器人大多采用轮式或履带式移动机构，少数双 足机器人也并非真正意义上的双足。
• 机器人移动使用的车轮，一般由硬铝加工而成，车轮的直径 根据机器人底盘离地的要求并参考移动速度而定。直径小， 底盘距地近，重心低，稳定性较好。一般选择车轮的直径为 60～80mm。加工要求同心度高；对于车轮中心的轴孑L，要 求最好外嵌大于l0mm厚的黄铜外套。轴套上等分钻三个紧固 孔，孔内壁攻M3或M4螺纹，以便将动力轴固定在车轮外。 为增大机器人移动时与地面间的摩擦力，防止打滑，要将车 轮外圈加工成矩形槽，以橡胶等摩擦力大的物质包裹在车轮 外圈。比较简单可行的方法之一，是选择合适内径的橡胶密 封圈紧紧套在车轮的矩形槽内。因此，车轮的最终尺寸要和 能得到的橡胶密封圈型号与内径相吻合。密封圈可在橡塑商 店内买到。