机器人手部结构详解及大量结构图演示教学

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机器人腕部结构上课

机器人腕部结构上课

回转油缸直接驱动的单自由度腕部结构
1-定片;2-动片;3-后盖;4-夹紧缸体;5-活塞杆;6-回转缸体;7-前盖;8-指座
3.3 机器人腕部结构
1.1 工业机器人的基本概念
2023/6/29
问题: 手部转轴是与油缸的什么部件相联?
3.3 机器人腕部结构
2023/6/29
2 二自由度手腕
1.1 工业机器人的基本概念 ❖ 结构特点:
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3.3 机器人腕部结构
2023/6/29
3.3.3
❖ R1R.R1型工手业腕机器人的基本概念
制造简单,润滑条件好,机械效率高,应用较为普遍。
RRR型手腕结构示意图
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3.3 机器人腕部结构
❖ RRR型手腕
1.1 工业机器人的基本概念
2023/6/29
RRR型手腕结构示意图
RRR型手腕关节远程传动示意图
▪ 腕部关节结构紧凑,尺寸和质量小,但传动设计复杂,传 动刚度也降低了。
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3.3 机器人腕部结构
3.3.3
2 远1.程1驱工动业机器人的基本概念
2023/6/29
偏转运动 俯仰运动 回转运动
问题:
1、各轴分别实现什么运动?
2、当手腕进行俯仰运动时,能否 同时进行回转运动?
3、三个运动能否同时进行?
齿轮传动回转和俯仰型腕部原理
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3.3 机器人腕部结构
2023/6/29
2 二自由度手腕
俯仰 1.1 工业机器人的基本概念❖回转运动:
▪ 轴S旋转→锥齿轮副 Z1、Z2→锥齿轮副Z3 、Z4→手腕与锥齿轮 Z4为一体→手腕实现 绕C轴的旋转运动
回转
齿轮传动回转和俯仰型腕部原理

任务二机器人的手腕结构课件

任务二机器人的手腕结构课件
任务二机器人的手腕结 构课件
• 机器人手腕结构的应用与发展趋势 • 机器人手腕结构的优化与创新设计
CHAPTER 01
机器人手腕结构概述
手腕结构的重要性
提高机器人的灵活性
提升机器人的工作效率
手腕结构可以使机器人更准确地控制 末端执行器的姿态和位置,实现更加 精细和复杂的操作。
手腕结构可以扩大机器人的工作范围, 使其能够到达更远的空间位置,提高 工作效率。
详细描述
柔性手腕具有较好的柔性和顺应性,可以适应各种不同的工作需求。由于其结构简单,重量较轻,转动惯量较小, 响应速度快。但是,柔性手腕的刚度较低,承载能力有限,通常用于轻量级、对精度要求不高的机器人中。此外, 柔性手腕的设计需要考虑材料的力学性能和机构的稳定性。
多关节型手腕
总结词
多关节型手腕是一种复杂的手腕结构,由多个关节组 成,可以实现多自由度的运动。
详细描述
机械臂型手腕具有较高的刚度和承载能力,可以用于重负载、高精度的机器人中。由于 其结构复杂,机械臂型手腕的转动惯量较大,响应速度较慢。但是,通过优化设计,可 以减小转动惯量,提高响应速度。此外,机械臂型手腕还可以通过改变关节长度和连杆
结构来实现不同的运动轨迹和姿态。
柔性手腕
总结词
柔性手腕是一种特殊的手腕结构,通过柔性材料或机构实现弯曲和扭转。
机器人手腕结构的应用与发展趋势
工业机器人
工业机器人是手腕结构应用的主要领域之一,它们在生产线上的装配、焊接、搬运 等任务中发挥着重要作用。
工业机器人的手腕结构通常采用关节式或滑槽式设计,具有较高的自由度和灵活性, 能够完成各种复杂的动作。
随着工业自动化的发展,工业机器人将在智能制造、柔性制造等领域发挥更大的作用。

机器人学_第2章_机器人机械结构

机器人学_第2章_机器人机械结构
• 电机M3→两级同步带传动B3、B3′→减速器R3→肘关节摆动 n3
– 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
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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
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
• 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。
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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

机器人手部结构

机器人手部结构
空, 吸取物料。放料时, 管路接通大气, 失去真空, 物体放下。 为避免在取、 放料时产生撞击, 有的还在支承杆上配有弹簧
缓冲。为了更好地适应物体吸附面的倾斜状况,有的在橡胶吸
盘背面设计有球铰链。真空吸附取料手有时还用于微小无法抓 取的零件, 如图1.2.11所示。
图 1.2.10 真空吸附取料手

1.2.3.机器人手部的分类 • 由于被握工件的形状、尺寸、 重量、 材质 及表面状态等不同,因此机器人取料手是多 种多样的, 大致可分为以下几类: • (1) 夹钳式取料手; • (2) 吸附式取料手; • (3) 仿生多指灵巧手; • (4)其它手。
1.2.3.1 夹钳式取料手 • 夹钳式手部与人手相似, 是工业机器人广为 应用的一种手部形式。 它一般由手指(手爪) 和驱动机构、 传动机构及连接与支承元件 组成, 如图1.2.1所示, 能通过手爪的开闭动 作实现对物体的夹持。
用时, 往往采用如图1.2.15(b)所示的盘式电磁铁, 衔铁是固
定的, 衔铁内用隔磁材料将磁力线切断, 当衔铁接触磁铁物体 零件时, 零件被磁化形成磁力线回路,并受到电磁吸力而被吸
住。
图 1.2.15 电磁铁工作原理
图1.2.16所示为盘状磁吸附取料手的结构图。铁心1和磁盘
3之间用黄铜焊料焊接并构成隔磁环2,既焊为一体又将铁心和磁 盘分隔, 这样使铁心1成为内磁极, 磁盘3成为外磁极。其磁路
如图1.2.2所示的三种V型指的形状, 用于夹持圆柱形工件。 如图1.2.3所示的平面指为夹钳式手的指端,一般用于夹持方形工件(具有两 个平行平面), 板形或细小棒料。 另外,尖指和薄、长指一般用于夹持小型或柔性工件。 其中, 薄指一般用
于夹持位于狭窄工作场地的细小工件, 以避免和周围障碍物相碰; 长指一

机器人手部结构详解精品PPT课件

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5.异形吸盘:
结构特点:
可用来吸附鸡蛋、 锥颈瓶等物件。 扩大了真空吸盘 在机器人上的应 用。
6.喷气式吸盘:
工作原理:
压缩空气进入喷嘴后,利用伯努利效应,当压缩 空气刚进入时,由于喷嘴口逐渐缩小,致使气流 速度逐渐增加。当管路截面收缩到最小处时,气 流速度达到临界速度,然后喷嘴管路的截面逐渐 增加,使与橡胶皮碗相连的吸气口处,造成很高 的气流速度而形成负压。
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谢谢大家
荣幸这一路,与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
讲师:XXXXXX XX年XX月XX日
当手爪夹紧和松开物体时,手指作回转运动。当 被抓物体的直径大小变化时,需要调整手爪的位 置才能保持物体的中心位置不变。
平动型:
手指由平行四杆机构传动,当手爪夹紧和松开物 体时,手指姿态不变,作平动。
平移型:
当手爪夹紧和松开工件时,手指作平移运动,并 保持夹持中心的固定不变,不受工件直径变化的 影响。
手部可能还有一些电、气、液的接口: 由于手部的驱动方式不同造成。对这 些部件的接口一定要求具有互换性。
2.手部是末端操作器:
可以具有手指,也可以不具有手指; 可以有手爪,也可以是专用工具。
末端操作器图例(1):
每个手指有三个或 四个关节。技术关 键是手指之间的协 调控制。
末端操作器图例(2):
2.设有检测开关的手爪装置:
工作原理:
手爪装有限位开 关5和7。在指爪 4沿垂直方向接 近工件6的过程 中,限位开关检 测手爪与工件的 相对位置。当工 件接触限位开关 时发信号,汽缸 通过连杆3驱动
指爪夹紧工件。
4.上料吸盘(1):

机器人本体结构_图文

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

工业机器人的组成ppt课件

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。

《机器人手臂》PPT课件

《机器人手臂》PPT课件

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五轴关节型机器人手臂运动图例(1):
偏转 肘转
俯仰
肩转
腰转
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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5.关节型机械臂的结构(2)
各运动的实现:
腕部的旋转:
电转机运M动5n→5 减速器R5→链轮副C5→锥齿轮副G5→旋 腕部俯仰:
电机M4→减速器R4→链轮副C4→俯仰运动n4 肘关节摆动:
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工字钢(GB706-88):
1、工字钢的型号与高度尺 寸h有关,如:10号工字钢 即指其高度尺寸为100mm。
2、其它参数如截面积、单 位长度的理论质量、截面静 力矩等可查相应的设计手册。
3、工字钢的长度按长度系 列购买。如:5~19m。
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工字钢
工字钢也称钢梁,是截面为工字形的长 条钢材。其规格以腰高( h)*腿宽(b)*腰 厚(d)的毫数表示,如“工160*88*6”, 即表示腰高为160毫米,腿宽为88毫米, 腰厚为6毫米的工字钢。工字钢的规格也 可用型号表示,型号表示腰高的厘米数, 如工16#。
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丝杆螺母传动手臂升降机构
P47 图2.41
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3.手臂俯仰运动机构
机器人手臂的俯仰运动一般采用活塞油 (气)缸与连杆机构联用来实现。手臂的 俯仰运动用的活塞缸位于手臂的下方, 其活塞杆和手臂用铰链连接, 缸体采用 尾部耳环或中部销轴等方式与立柱联接, 如图2.42、图2.43所示。此外,还有采用 无杆活塞缸驱动齿轮齿条或四连杆机构 实现手臂的俯仰运动。
电关节机摆M3动→n两3 级同步带传动B3、B3′→减速器R3→肘 肩关节的摆动:

机器人手部结构详解

机器人手部结构详解


吸盘式:


负压吸盘:真空式、喷气式、挤气式。 磁力吸盘:永磁吸盘、电磁吸盘。
五、典型结构
1.机械式手爪结构:

气动驱动手爪:

气缸驱动活塞平移→齿条移动→扇形齿轮摆 动→连杆机构摆动→手爪平动

其它四种机械式手爪机构:
气动手爪图例:
问题:
1、分析手部的运动。 2、手部作的是什么类型运动?
机械手爪图例:
2.设有检测开关的手爪装置:

工作原理:
手爪装有限位开 关5和7。在指爪 4沿垂直方向接 近工件6的过程 中,限位开关检 测手爪与工件的 相对位置。当工 件接触限位开关 时发信号,汽缸 通过连杆3驱动 指爪夹紧工件。
4.上料吸盘(1):
4.上料吸盘(2):
4.手部的通用性比较差:

工业机器人的手部通常是专用装置:一 种手爪往往只能抓住一种或几种在形状、 尺寸、重量等方面相近的工件;一种工 具只能执行一种作业任务。
二、手部的设计要求


具有足够的夹持力。 保证适当的夹持精度:

手指应能顺应被夹持工件的形状,应对被夹持工件形 成所要求的约束。 主要是根据作业对象的大小、形状、位置、姿态、重 量、硬度和表面质量等来综合考虑。 由于感知手爪和物体之间的接触状态、物体表面状况 和夹持力的大小等,以便根据实际工况进行调整等。
结构特点:
该吸盘具有一个 球关节,使吸盘 能倾斜自如,适 应工件表面倾角 的变化。
5.异形吸盘:

结构特点:
可用来吸附鸡蛋、 锥颈瓶等物件。 扩大了真空吸盘 在机器人上的应 用。
6.喷气式吸盘:

工作原理:

压缩空气进入喷嘴后,利用伯努利效应,当压缩 空气刚进入时,由于喷嘴口逐渐缩小,致使气流 速度逐渐增加。当管路截面收缩到最小处时,气 流速度达到临界速度,然后喷嘴管路的截面逐渐 增加,使与橡胶皮碗相连的吸气口处,造成很高 的气流速度而形成负压。 在工厂一般都有空压站,喷气式吸盘在工厂得到 广泛的应用。

(完整版)机器人机械手爪综述

(完整版)机器人机械手爪综述

机器人机械手爪综述目录一、夹钳式手部设计的基本要求 (3)二、典型机械爪结构 (4)1)回转型 (4)2)移动型 (5)三、夹钳式手部的计算与分析 (9)1)夹紧力的计算 (9)2)夹紧缸驱动力计算 (11)3)计算步骤 (12)4)手爪的夹持误差分析与计算 (12)四、常用气爪 (17)1)气动手指气缸具有如下特点: (17)2)气动手指气缸主要类型与型号 (18)工业机器人的手部(亦称机械爪或抓取机构)是用来直接握持工件的部件,由于被握持工件的形状、尺寸大小、重量、材料性能、表面状况等的不同,所以工业机械手的手部结构是多种多样的,大部分的手部结构是根据特定的工件要求而设计的。

常用的手部,按其握持工件的原理,大致可分成夹持和吸附两大类。

夹持类常见的主要有夹钳式,此外还有钩托式和弹簧式。

夹持类手部按其手指夹持工件时的运动方式,可分为手指回转型和手指平移型两种,如图1所示。

吸附类中,有气吸式和磁吸式。

a)回转型内撑式b)回转型外夹式c)平移型外夹式d)钩托式e)弹簧式f)气吸式g)磁吸式图1 机械爪类型夹钳式手部是由手指、传动机构和驱动装置三部分组成的,它对抓取各种形状的工件具有较大的适应性,可以抓取轴、盘、套类零件。

一般情况下,多采用两个手指,少数采用三指或多指。

驱动装置为传动机构提供动力,驱动源有液压、气动和电动等几种形式。

常见的传动机构往往通过滑槽、斜楔、齿轮齿条、连杆机构实现夹紧或松开。

平移型手指的张开闭合靠手指的平行移动,适于夹持平板、方料。

在夹持直径不同的圆棒时,不会引起中心位置的偏移。

但这种手指结构比较复杂、体积大,要求加工精度高。

回转型手指的张开闭合靠手指根部(以枢轴支点为中心)的回转运动来完成。

枢轴支点为一个的,称为单支点回转型;为两个的,称为双支点回转型。

这种手指结构简单,形状小巧,但夹持不同工件会产生夹持定位偏差。

a)单支点回转型b)双支点回转型C)平移型(平直指)图2 回转型和平移型手指一、夹钳式手部设计的基本要求1. 应具有适当的夹紧力和驱动力。

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机器人手部结构详解及大量结构图
回转型图例
平动型图例
用作图法分析当主动件左移才处于某个位置时,手指所处的位置。

平移型图例
手指式:
⏹外夹式、内撑式、内外夹持式。

⏹平移式、平动式、旋转式。

⏹二指式、多指式。

⏹单关节式、多关节式。

⏹吸盘式:
⏹负压吸盘:真空式、喷气式、挤气式。

⏹磁力吸盘:永磁吸盘、电磁吸盘。

可用来吸附鸡蛋、锥颈瓶等物件。

扩大了真空吸盘在机器人上的应用。

回转动力源1和6驱动构件2和5顺时针或逆时针旋转,通过平行四边形机构带动手指3和4作平动,夹紧或释放工件。

手爪装有限位开关5和7。

在指爪4沿垂直方向接近工件6的过程中,限位开关检测手爪与工件的相对位置。

当工件接触限位开关时发信号,汽缸通过连杆3驱动指爪夹紧工件。

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