整理机器人技术

1.工业机器人:是种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置，通过可编程动作来执行种

种任务并具有编程能力的多功能机械手。

2.机器人主要技术参数:一般有自由度、精度、分辨率、工作范围、承载能力及最大速度等。

3.自由度:机器人所具有的独立坐标运动的数目，不包括手爪(末端执行器)的开合自由度。

4.定位精度:机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异。

5.重复定位精度:机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力。

6.分辨率:机器人每根轴能够实现的最小移动距离或最小转动角度。

7.承载能力:机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。

8.简述工业机器人的定义，并说明其主要特征有哪些?

答:工业机器人:是种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置，通过可编程动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。其主要特征如下: 1)机器人的动作结构具有类似于人或其他生物体某些器官(肢体、感官等)的功能。2)机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变。3)机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等4)机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。

9.机器人技术参数有哪些?各参数的意义是什么?

答:机器人技术参数有:自由度、精度、工作范围、速度、承载能力。1)自由度:是指机器人所具有的独立坐标运动的数目，不包括手爪(末端执行器)的开合自由度。在三维空间里描述一个物体的位置和姿态需要六个自由度。但是，工业机器人的自由度是根据其用途而设计的，也可能小于六个自由度，也可能大于六个自由度。2)精度:工业机器人的精度是指定位精度和重复定位精度。定位精度是指机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异。重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力，可以用标准偏差这个统计量来表示，它是衡量一列误差值的密集度(即重复度)3)工作范围:是指机器人手臂末端或手腕中

心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。4)速度:速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标。5)承载能力:是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。承载能力不仅取决于负载的质量，而且还与机器人运行的速度和加速度的大小和方向有关。为了安全起见，承载能力这一技术指标是指高速运行时的承载能力。通常，承载能力不仅指负载，而且还包括机器人末端执行器的质量。

10.机器人精度、重复精度与分辨率之间的关系。

答:精度、重复精度和分辨率用来定义机器人手部的定位能力。精度：是一个位置量相对于其参照系的绝对度量，指机器人手部实际到达位置与所需要到达的理想位置之间的差距。机器人的精度决定于机械精度与电气精度。重复精度：指在相同的运动位置命令下，机器人连续若F次运动轨迹之间的误差度量。如果机器人重复执行某位置给定指令，它每次走过的距离并不相同，而是在一平均值附近变化，该平均值代表精度，而变化的幅度代表重复精度。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。台设备的运动精度是指命令设定的运动位置与该设备执行此命令后能够达到的运动位置之间的差距，分辨率则反映了实际需要的运动位置和命令所能够设定的位置之间的差距. 工业机器，人的精度、重复精度和分辨率要求是根据其使用要求确定的。机器人本身所能达到的精度取决于机器人结构的刚度、运动速度控制和驱动方式、定位和缓冲等因素。由于机器人有转动关节，不同回转半径时其直线分辨率是变化的，因此造成了机器人的精度难以确定。由于精度一般较难测定，通常工业机器人只给出重复精度。

11.阿西莫夫“机器人三定律”。答: 1)机器人不得伤害人类，或看到人类受到伤害而袖手旁观:2)在不违反第一定律的前提下，机器人必须绝对服从人类给与的任何命令:3)在不违反第一定律和第二定律的前提下，机器人必须尽力保护自己。

12.机器人的参考坐标系有哪些?各坐标系有何作用?

工业机器人的坐标形式有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型。1)直角坐标/笛卡儿坐标/台架型(3P)这种机器人由三个线性关节组成，这三个关节用来确定末端操作器的位置，通常还带有附加旋转关节，用来确定末端操作器的姿态。这种机器人在X、Y、z轴上的运动是独立的，运动方程可独立处理，且方程是线性的，因此，很容易通过计算机实现;它可以两端支撑，对于给定的结构长度，刚性最大:它的精度和位置分辨率不随工作场合而变化，容易达到高精度。但是，它的操作范围小，手臂收缩的同时又向相反的方向伸出，即妨碍工作，且占地面积大，运动速度低，密封性不好。2)圆柱坐标型(R3P)圆柱坐标机器人由两个滑动关节和一个旋转关节来确定部件的位置，再附加一个旋转关节来确定部件的姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转一个角，工作范围可以扩大，且计算简单;直线部分可采用液压驱动，可输出较大的动力;能够伸入型腔式机器内部。但是，它的手臂可以到达的空间受到限制，不能到达近立柱或近地面的空间:直线驱动器部分难以密封、防尘:后臂工作时，手臂后端会碰到工作范围内的其它物体。3)球坐标型(2RP)球坐标机器人采用球坐标系，它用个滑动关节和两个旋转关节来确定部件的位置，再用一个附加的旋转关节确定部件的姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转，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T仍存在密封及工作死区的问题。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，是I业机器人中最常见的结构。5)平面关节型这种机器人可看作是关节坐标式机器人的特例，它只有平行的肩关节和肘关节，关节轴线共面。

13.工业机器人的机身设计应注意哪些问题? 答: 1)刚度和强度大，稳定性好。2)运动灵活，导套不宜过短，避免卡死。3)驱动方式适宜。4)结构布置合理。

14.工业机器人的臂部设计有什么基本要求? 答: 1)手臂应具有足够的承载能力和刚度。

2)导向性要好。3)重量和转动惯量要小。4)运动要平稳、定位精度要高。

15.机器人常用的机身和臂部的配置形式有哪些?答:目前常用有如下几种形式: 1)模梁式。机身设计成横梁式，用于悬挂手臂部件，具有占地面积小，能有效地利用空间，直观等优点。

2)立柱式。采用回转型、俯仰型或屈伸型运动型式，一般臂部都可在水平面内回转，具有占地面积小工作范围大3）机座式。可以是独立活动的、自成系统完整装置，可随意安放和搬动，也可以居有行走机构，如沿地面上的专用轨道移动，可以扩大活动范围。4)屈伸式。臂部由大小臂组成，大小臂间相对运动，称为屈伸臂可以实现平面运动，也可以作空间运动16.机器人手爪有哪些种类，各有什么特点?

答: 1)机械手爪:依靠传动机构来抓持工件。2)破力吸盘:通过磁场吸力抓持铁磁类工件，要求工件表面清洁、平整、干燥，以保证可靠地吸附，不适宜高温条件。3)真空式吸盘:利用真空原理来抓持工件，要求工件表面平整光滑、干燥清洁，同时气密性要好。

17.机器人机械夹持式按手爪的运动方式分为哪两种?各有何典型机构?

答:按手爪的运动方式分为回转型和平移型。平移型可分两类:分为直线式和圆弧式两种。典型机构:①齿轮齿条式②螺母丝杠式③凸轮式④平行连杆式。回转型典型机构:①楔块杠杆式②滑槽杠杆式③连杆杠杆式④齿轮齿条式⑤自重杠杆式。

18.机器人吸附式手爪有哪些种类，各有什么特点? 答:根据吸附力的产生方法不同，将其分为:气吸式、磁吸式。1)气吸式:利用吸盘内的压力与外界大气压之间形成的压力差来工作，根据压力差形成的原理不同，可分为①挤压排气式②气流负压式③真空抽气式。2)磁吸式:利用磁场产生的磁吸力来抓取工件，因此只能对铁磁性工件起作用(钢、铁等材料在温度超过723'C时就会失去磁性)，另外，对不允许有剩磁的工件要禁止使用，所以磁吸式手爪的使用有一定的局限性。根据磁场产生的方法不同，磁吸式可分为:①永磁式②励磁式。