机器人机械结构 ppt课件
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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
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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。
2024版《FANUC机器人》PPT课件
01机器人定义与分类简要介绍机器人的定义，以及按照应用领域、运动方式等进行的分类。
02机器人技术发展概述机器人技术的发展历程，包括早期机器人、现代机器人以及未来机器人的发展趋势。
03机器人应用领域列举机器人在工业、医疗、军事、服务等领域的应用，并简要说明其在各领域的作用。
机器人技术概述03简要介绍FANUC 公司的历史、规模、业务领域等。
FANUC 公司简介详细介绍FANUC 机器人的产品类型，包括工业机器人、协作机器人、服务机器人等，并给出相应的图片或视频。
FANUC 机器人产品线阐述FANUC 机器人在控制器技术、伺服系统、视觉系统等方面的技术特点，以及其在市场上的竞争优势。
FANUC 机器人技术特点FANUC 机器人简介明确本课程的学习目标，包括了解FANUC 机器人的基本原理、掌握机器人的基本操作和维护技能等。
课程目的给出本课程的整体框架，包括理论课程、实验课程、项目实践等环节，并简要说明各环节的内容和目标。
课程结构提供学习本课程的方法和建议，如课前预习、课后复习、积极参与实验和项目实践等。
学习方法建议课程目的与结构0102工业机器人、服务机器人、特种机器人等。
关节型、直角坐标型、SCARA型、Delta型等。
按应用领域按运动方式01高精度02高速度重复定位精度高，适用于精密加工和装配。
运动速度快，提高生产效率。
机器人分类与特点高可靠性稳定可靠，降低维护成本。
灵活性可编程控制，适应不同生产需求。
LR Mate系列小型、轻量、高速，适用于紧凑空间内的自动化应用。
M-iA系列中型、高性能，适用于复杂加工和装配任务。
•M-2000iA系列：大型、重载、高精度，适用于大型工件的加工和搬运。
丰富的产品线高品质完善的售后服务采用先进技术和优质材料，确保产品稳定性和可靠性。
提供全面的技术支持和售后服务，确保客户满意。
0302 01满足不同领域和应用需求。
最大负载能力机器人末端执行器能承受的最大负载质量。
机器人本体结构_图文
腕部及手部结构
机器人腕部结构的基本形式和特点
机器人的手部作为末端执行器是完成抓握工件或执行特定作业的重要部件，也需要有多种结构。腕部是 臂部与手部的连接部件，起支承手部和改变手部姿态的作用。目前，RRR型三自由度手腕应用较普遍。
腕部是机器人的小臂与末端执行器(手部或称手爪)之间的连接部件，其作用是利用自身的活动度确定手部 的空间姿态。对于一般的机器人，与手部相连接的手腕都具有独驱自转的功能，若手腕能在空间取任意 方位，那么与之相连的手部就可在空间取任意姿态，即达到完全灵活。 从驱动方式看，手腕一般有两种形式，即远程驱动和直接驱动。直接驱动是指驱动器安装在手腕运动关 节的附近直接驱动关节运动，因而传动路线短，传动刚度好，但腕部的尺寸和质量大，惯量大。远程驱 动方式的驱动器安装在机器人的大臂、基座或小臂远端上，通过连杆、链条或其他传动机构间接驱动腕 部关节运动，因而手腕的结构紧凑，尺寸和质量小，对改善机器人的整体动态性能有好处，但传动设计 复杂，传动刚度也降低了。 按转动特点的不同，用于手腕关节的转动又可细分为滚转和弯转两种。滚转是指组成关节的两个零件自 身的几何回转中心和相对运动的回转轴线重合，因而能实现360°无障碍旋转的关节运动，通常用R来标 记。弯转是指两个零件的几何回转中心和其相对转动轴线垂直的关节运动。由于受到结构的限制，其相 对转动角度一般小于360°。弯转通常用B来标记。
一、腕部的自由度
手腕按自由度个数可分为单自由度手腕、二自由度手腕和三自由度手腕。
腕部实际所需要的自由度数目应根据机器人的工作性能要求来确定。在有些情况下，腕部具 有两个自由度，即翻转和俯仰或翻转和偏转。一些专用机械手甚至没有腕部，但有些腕部为 了满足特殊要求还有横向移动自由度。
6种三自由度手腕的结合方式示意图
机器人ppt(共21张PPT)
送给操作人员。 (2) 凿岩机器人。这种机器人可以利用传感器 来确定巷道的上缘，这样就可以自动瞄准巷 道缝，然后把钻头按规定的间隔布置好，钻 孔过程用微机控制，随时根据岩石硬度调整 钻头的转速、力的大小以及钻孔的形状，这 样可以大大提高生产率，人只要在平安的地 方监视整个作业过程就行了。
(3) 井下喷浆机器人。井下喷浆作业是一项繁 重且危害人体健康的作业，目前这种作业主 要由人操作机械装置来完成，缺陷很多。采 用喷浆机器人不仅可以提高喷涂质量，也可 以将人从恶劣和繁重的作业环境中解放出来。 (4) 瓦斯、地压检测机器人。瓦斯和冲击地压 是井下作业中的两个不平安的自然因素，一 旦发生突然事故，那么相当危险，
先兆，采取相应的预防措施。 柔性特征：对作业具有广泛适应性
机器人学是人们设计和应用机器人的技术和知识。 柔性特征：对作业具有广泛适应性 机器人学是一门交叉学科，它得益于机械工程、电气与电子工程、计算机科学、生物学以及其他许多学科。
此外，在食品工业、核工业等行业中也已 其结构简单，无独立控制系统，造价低廉，如附设在加工中心机床上的自动换刀机械手。
动作平稳可靠，运行速度快，称重精度高，缝口位置准确，码垛垛形整齐。 (2) 凿岩机器人。 动作平稳可靠，运行速度快，称重精度高，缝口位置准确，码垛垛形整齐。
围 大 ， 定 位 精 度 高 ， 通 用 性 强 ， 适 用 于 不 断 哈工大博实公司自主开发的“自动包装机器人码垛生产线〞应用于大庆石化公司10万吨/年聚丙烯生产装置，全线实现了自动运行，
南京金城机械在其125-7D车架的生产线上 使用了7台机器人用于焊接和切割，提高了 产品的一致性。
2) 在电子、家电行业中的应用 机器人的应用改变了韵声集团八音琴全靠手工
装配的历史，提高了企业形象，积累了经验， 培养了人才，为企业的下一步开展打下了根 底。 3) 在石化行业中的应用 哈工大博实公司自主开发的“自动包装机器人 码垛生产线〞应用于大庆石化公司10万吨/ 年聚丙烯生产装置，全线实现了自动运行，
第七讲机器人的机械臂结构课件
三、典型机械臂结构
1．手臂直线运动机构
常见方式：
行程小时：采用油缸或气缸直接驱动；
当行程较大时：可采用油缸或气缸驱动
齿条传动的倍增机构或采用步进电机或 伺服电机驱动，并通过丝杆螺母来转换 为直线运动。
典型结构：
油缸驱动的手臂伸缩运动结构 电机驱动的丝杆螺母直线运动结构
油缸—齿条机构图例：
油缸驱动的手臂伸缩运动结构图例：
四根导向柱 的臂部伸缩 机构：
手臂的 垂直伸缩运 动由油缸3 驱动。
特点：
工作行程长， 抓重大，适 合于抓举工 件形状不规 则、有偏转 力矩的场合。
1—手部 2—夹紧缸；3—油缸；4—导向柱；5—运行架；6—行走车轮； 7—轨道；8—支座
电机驱动丝杆螺母直线运动结构图例：
关节型机器人传动 系统图：
关节型机器人腕部旋转 局部图：
电机M5→减速器R5→链轮 副 C5→锥齿轮副G5→旋转运动n5
关节型机器人腕部俯仰 局部图：
电机M4→减速器R4→链轮副 C4→俯仰运动n4
关节型机器人肘关节
局部图：
电机M3→两级同步带传动B3、 B3′→减速器R3→肘关节摆动n3
关节型机器人肩关节 局部图例：
电机M2→同步带传 动B2→减速器R2→肩 关节摆动n2
四、机械臂的控制
1、伺服系统的分类
液压伺服系统
机械臂各关节的运动通常由液压伺服阀 控制液压缸实现。
电动伺服系统
机械臂各关节的运动通常由步进电机或 直流电机驱动。
伺服直线液压缸图例：
电动伺服控制系统图例：
作业：
1、设计三种机器人小臂相对于大臂的直线运动方案，动力源为电机 驱动，用示意图表达。 2、画出型号为20a的工字钢的截面形状，并标注出有关几何参数。 3、解释液压伺服系统和电动伺服系统的组成及工作原理。
工业机器人的组成ppt课件
部运动。
腰部：立柱，是 支撑手臂的部件，
其作用是带动臂 7
二、机械部分 2. 驱动—传动装置
工业机器人的驱动系统包括驱动器和传动 机构两部分，它们通常与执行机构连成机 器人驱本动体系统。
驱动器 传动机构
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二、机械部分
2. 驱动—传动装置 工业机器人
驱动器通常有：
➢ 电机驱动：直流伺服电机、 步进电机、交流伺服电机。
传动机构常用的有：谐波减速器、滚珠丝 杆、链、带以及各种齿轮系。
传动机构 谐波传动 螺旋传动 链传动 带传动 齿轮传动
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二、机械部分 2. 驱动—传动装置
- 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
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三、控制部分 1. 人机交互系统
驱动器
➢ 液压驱动； ➢ 气动驱动。
各种电、液、气装置
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驱动器
直动 气缸
气动
气动 马达
气爪
液压
液压 液压 马达 缸
直流 伺服 电动 机
电动
交流 伺服 电动 机
步进 电动 机
电液 气综 合驱 动
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直流伺服电机与驱动放大器
交流伺服电机
驱动放大器
直流无刷电机
步进电机
直驱电机
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二、机械部分 2. 驱动—传动装置
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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。
工业机器人机械结构的认知——课件
式中 F——机器人自由度数; l——机构连杆数; n——结构的关节总数; fi——第i个关节的自由度数。
任务二 工业机器人机械结构的认知
并联机器人具有无累积误差、精度高、刚度大、承载能力强、速度高 、动态响应好、结构紧凑、工作空间较小等特点。根据这些特点,并联 机器人在需要高刚度、高精度或者大负载而不需要很大空间的场合得 到了广泛应用。
任务二 工业机器人机械结构的认知
图1-2-10 3R操作机工作空间示意
任务二 工业机器人机械结构的认知
结论: 1)Wp(p)中的任意点为全方位可达点。 2)在C1和C4圆上的任意点,只可实现沿该圆的切线方向的运动。 3)末杆H越长,即h越大,C1越大,C4越小,总工作空间越大;但相应灵活工作 空间则由于C2的增大和C3的减小而减小。 4)工作空间同时受关节的转角限制。
任务二 工业机器人机械结构的认知
图1-2-2 工业机器人的关节类型及其自由度的表示方法 a)移动关节 b)转动关节 c)球面关节 d)虎克铰关节
任务二 工业机器人机械结构的认知
(1)直角坐标机器人的自由度 如图1-2-3所示,直角坐标系机器人臂部有 3个自由度。其移动关节各轴线相互垂直,使臂部可沿X、Y、Z轴方向 移动,构成直角坐标机器人的3个自由度。这种形式的机器人主要特点 是结构刚度大,关节运动相互独立,操作灵活性差。
任务二 工业机器人机械结构的认知
3.工件坐标系 工件坐标系是用户自定义的坐标系,用户坐标系也可以定义为工 件坐标系。可根据需要定义多个工件坐标系,当配备多个工作台 时,选择工件坐标系操作更为简单。
任务二 工业机器人机械结构的认知
4.工具坐标系 工具坐标系是原点位于机器人末端的工具中心点(Tool Center Point,TCP)处的坐标系,原点及方向都是随着末端位置与角度不断 变化的。该坐标系实际是将基坐标系通过旋转及位移变化而来的 。因为工具坐标系的移动以工具的有效方向为基准,与机器人的 位置、姿势有关,所以不改变工具姿势,进行相对于工件的平行移 动最为适宜。
任务二 工业机器人机械结构的认知
并联机器人具有无累积误差、精度高、刚度大、承载能力强、速度高 、动态响应好、结构紧凑、工作空间较小等特点。根据这些特点,并联 机器人在需要高刚度、高精度或者大负载而不需要很大空间的场合得 到了广泛应用。
任务二 工业机器人机械结构的认知
图1-2-10 3R操作机工作空间示意
任务二 工业机器人机械结构的认知
结论: 1)Wp(p)中的任意点为全方位可达点。 2)在C1和C4圆上的任意点,只可实现沿该圆的切线方向的运动。 3)末杆H越长,即h越大,C1越大,C4越小,总工作空间越大;但相应灵活工作 空间则由于C2的增大和C3的减小而减小。 4)工作空间同时受关节的转角限制。
任务二 工业机器人机械结构的认知
图1-2-2 工业机器人的关节类型及其自由度的表示方法 a)移动关节 b)转动关节 c)球面关节 d)虎克铰关节
任务二 工业机器人机械结构的认知
(1)直角坐标机器人的自由度 如图1-2-3所示,直角坐标系机器人臂部有 3个自由度。其移动关节各轴线相互垂直,使臂部可沿X、Y、Z轴方向 移动,构成直角坐标机器人的3个自由度。这种形式的机器人主要特点 是结构刚度大,关节运动相互独立,操作灵活性差。
任务二 工业机器人机械结构的认知
3.工件坐标系 工件坐标系是用户自定义的坐标系,用户坐标系也可以定义为工 件坐标系。可根据需要定义多个工件坐标系,当配备多个工作台 时,选择工件坐标系操作更为简单。
任务二 工业机器人机械结构的认知
4.工具坐标系 工具坐标系是原点位于机器人末端的工具中心点(Tool Center Point,TCP)处的坐标系,原点及方向都是随着末端位置与角度不断 变化的。该坐标系实际是将基坐标系通过旋转及位移变化而来的 。因为工具坐标系的移动以工具的有效方向为基准,与机器人的 位置、姿势有关,所以不改变工具姿势,进行相对于工件的平行移 动最为适宜。
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。
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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。
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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
《工业机器人基础》课件
驱动系统
总结词
驱动系统是工业机器人的动力来源， 负责提供机械动作所需的力矩和速度 。
详细描述
驱动系统通常由电机、减速器和传动 装置组成，能够根据控制系统的指令 快速准确地驱动机器人完成各种动作 。
03
CATALOGUE
工业机器人编程与控制
编程语言与工具
01
编程语言选择
02
介绍工业机器人编程中常用的编程语言，如C、Python等，以及选择 编程语言时应考虑的因素，如易用性、功能性和性能等。
《工业机器人基础 》ppt课件
目录
• 工业机器人概述 • 工业机器人基本结构 • 工业机器人编程与控制 • 工业机器人应用案例 • 工业机器人发展趋势与挑战
01
CATALOGUE
工业机器人概述
定义与分类
定义
工业机器人是一种可编程、多用途、 能在三维空间完成规定作业或移动作 业的工业装置，能够通过连续轨迹控 制或末端执行器来执行作业。
工业机器人在焊接中的应用包括点焊、弧焊等多种焊接方式。通过高精度的定位和稳定的焊接技术， 工业机器人能够实现高质量的焊接效果，提高焊接效率，减少焊接缺陷，降低生产成本。
搬运应用
总结词
搬运应用是工业机器人常见的应用场景之一，主要用于自动化物料搬运，提高生产效率 和降低劳动强度。
详细描述
工业机器人在搬运中的应用包括将物料从一个地方移动到另一个地方，如上下料、装卸 等。通过高精度的定位和稳定的搬运技术，工业机器人能够快速、准确地完成搬运任务
，提高生产效率，降低劳动强度和生产成本。
检测应用
总结词
检测应用是工业机器人重要的应用领域 之一，主要用于自动化检测生产线，提 高检测效率和准确性。
机器人技术概论PPT完整全套教学课件精选全文完整版
一、 机器人的诞生
由于当时技术条件的限制，这些玩偶都是身高一米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，它制作于二百年前，两只手的十个手指可以按动风琴的琴键弹奏音乐，现在还定期演奏供参观者欣赏，展示了古代人的智慧。
19世纪中叶自动玩偶分为2个流派，即科学幻想派和机械制作派，并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表的《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”。1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》。1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世。1886年《未来的夏娃》问世。在机械制作方面，1893年摩尔制造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。
二、 现代机器人
图1-5所示为水下机器人。将机器人技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——智能化机器，如仿生机器人、可重构机器人等。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”“网络机器人”等新名词，这也说明了机器人所具有的创新活力。
“工欲善其事，必先利其器”，人类在认识自然、改造自然、推动社会进步的过程中，不断地创造出各种各样为人类服务的工具，其中许多具有划时代的意义。作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。世间万物，人力是第一资源，这是任何其他物质不能替代的。我们完全有理由相信，像其他许多科学技术的发明发现一样，机器人也将成为人类的好助手、好朋友。
按机械结构
和串联机器人相比较，并联机器人具有以下特点：
（1） 无累积误差，精度较高；（2） 驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度快，动态响应好；（3） 结构紧凑，刚度高，承载能力大；（4） 完全对称的并联机构具有较好的各向同性；（5） 工作空间较小。
由于当时技术条件的限制，这些玩偶都是身高一米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，它制作于二百年前，两只手的十个手指可以按动风琴的琴键弹奏音乐，现在还定期演奏供参观者欣赏，展示了古代人的智慧。
19世纪中叶自动玩偶分为2个流派，即科学幻想派和机械制作派，并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表的《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”。1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》。1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世。1886年《未来的夏娃》问世。在机械制作方面，1893年摩尔制造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。
二、 现代机器人
图1-5所示为水下机器人。将机器人技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——智能化机器，如仿生机器人、可重构机器人等。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”“网络机器人”等新名词，这也说明了机器人所具有的创新活力。
“工欲善其事，必先利其器”，人类在认识自然、改造自然、推动社会进步的过程中，不断地创造出各种各样为人类服务的工具，其中许多具有划时代的意义。作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。世间万物，人力是第一资源，这是任何其他物质不能替代的。我们完全有理由相信，像其他许多科学技术的发明发现一样，机器人也将成为人类的好助手、好朋友。
按机械结构
和串联机器人相比较，并联机器人具有以下特点：
（1） 无累积误差，精度较高；（2） 驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度快，动态响应好；（3） 结构紧凑，刚度高，承载能力大；（4） 完全对称的并联机构具有较好的各向同性；（5） 工作空间较小。
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偏转 肘转
俯仰
肩转
腰转
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腰转姿态
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五轴关节型机器人手臂运动图例（2）：
肩关节、肘关节与手腕的协调
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3．关节型机械臂的结构（2）
• 各运动的实现：
– 腕部的旋转：
• 电机M5→减速器R5→链轮副C5→锥齿轮副G5→旋转运动n5
– 腕部俯仰：
• 电机M4→减速器R4→链轮副C4→俯仰运动n4
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双臂同步回转机 器人，两臂的伸 缩分别驱动用来 完成较大行程的 提升与转位工作， 双臂对称布置， 较平稳
双臂水平交叉配置 机器人，它通过两 臂同时升降，交错 伸缩，实现一手上 料，一手下料
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双臂立柱式机器人，双臂 位于机身的前后两侧，可 同时绕立柱轴线回转和绕 水平轴作方向相反的俯仰 运动。
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
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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
• 曲柄滑块机构： • 典型机构：
– 液压缸—连杆回转机构： – 齿轮驱动回转机构：
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双臂机器人手臂结构图例：
运动特点： 手臂关节的回转运 动是通过液压缸-连 杆机构实现。控制 活塞的行程就控制 了手臂摆角的大小。
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1—铰接活塞缸 2—连杆 3—手臂 4—支承架
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（2）双臂悬挂式（a）
a.双臂平行布置，
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
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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
（1）应结构紧凑，质量轻，减少惯性力 （2）注意重心的位置
4.其他：传动链力求简短；元件布置合理紧凑
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三.机身和臂部的配置形式
1.横梁式 机身设计成横梁式，用 于悬挂手臂，直移式运 动，占地面积小，能有 效的利用空间 （1）单臂悬挂式 手臂可沿横梁移动，也 可上下伸缩
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
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4.类人机器人机身
它没有直移型的升降 装置，而是靠腿部 和腰部的屈伸运动 实现升降。须有驱 动肩关节，腰关节， 腿部的驱动装置
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五.机械臂的典型结构
• 1.手臂直线运动的机构 • 常见方式：
– 行程小时：采用油缸或气缸直接驱动； – 当行程较大时：可采用油缸或气缸驱动齿条传动的
1.升降回转 型机身结构
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2.升降台式
活塞杆11带动 下移轴 8左右移动，通过连杆 使平台升降
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2.俯仰式
• 4是回转油 缸，
• 7是俯仰油
缸
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• 3.直移型机身结构 直移型型机器人多为悬挂式的，其机身实际上就
是手臂的横梁
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(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
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2.立柱式
（1）单臂配置
固定的立柱上配置单个臂， 一般臂部水平或倾斜安装 在立柱的顶部。右图为立 柱式浇注机器人，以平行 四边形铰接的四连杆机构 作为臂部，实现俯仰运动。 浇包始终铅垂，该装置结 构简单，稳定可靠
二.机身和臂部设计应注意问题
1.刚度：抵抗变形的能力
（1）合理选择截面形状和轮廓尺寸--封闭空心截面抗弯抗扭能力较 实心和开口截面大；工字钢的抗弯强度比园截面大
（2）提高支承刚度和接触刚度 （3）合理布置作用力的位置和方向-减小弯曲变形
2.精度 影响因素：装配精度，导向精度，刚度，耐磨性 3.平稳性：
– 肘关节摆动：
• 电机M3→两级同步带传动B3、B3′→减速器R3→肘关节摆动 n3
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齿轮传动机构（1）
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齿轮传动机构（2）
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3．关节型机械臂的结构（1）
• 存在的运动型式：
– 机身的旋转运动； – 肩关节和肘关节的摆动； – 腕关节的俯仰和旋转运动；
• 5轴关节型机器人。
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五轴关节型机器人手臂运动图例（1）：
倍增机构或采用步进电机或伺服电机驱动，并通过 丝杆螺母来转换为直线运动。
• 典型结构：
– 电机驱动的丝杆螺母直线结构
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电机驱动丝杆螺母直线运动结构图例
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2．手臂的回转运动机构
• 常见方式：
– 常见的有齿轮传动机构，链轮传动机构，活 塞及连杆传动机构等。
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3.机座式（1）
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机座式（2）
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可将几台机器围绕机器人
布置，该机器人负责传送
工件
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4.屈伸式
大小臂在垂直于机床轴
线的平面上运动，借助 腕部旋转900，把工件放 到机床顶尖间
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大小臂回转平面垂直
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四.机身的结构形式
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右图为铣端面，打中心孔机 床的上料机器人，臂架2带动 臂3绕机身立柱1回转，同时， 通过行星齿轮使臂3绕臂架2的 轴线回转，手部夹持中心的轨 迹为一空间曲线，能迅速地将 工件从料架送到机床的夹具上， 但惯性较大，适用于中小型工件
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（2）双臂配置
双臂同步升降和回 转机器人，两臂互 成直角，当两臂下 降时，上料手在料 道上取料，下料手 从机床两顶尖取下 工件。两臂上升后 转900再下降，上料 手将毛坯放到顶尖 间，下料手放工件