机器人机身及行走机构

3.各种坐标类型机身运动方案设计(3): .各种坐标类型机身运动方案设计( ):
关节坐标式机器人: 关节坐标式机器人: 这种类型的机器人 主体结构的三个自 由度均为回转运动, 构成机器人的回转 运动,俯仰运动和 偏转运动.通常仅 把回转运动归结为 机身.
3.各种坐标类型机身运动方案设计(4): .各种坐标类型机身运动方案设计( ):
6.脚踏行走机器人: .脚踏行走机器人:
脚踏行走机器人即步行机器人,典型特 征是不仅能在平地上,而且能在凹凸不 平的地上步行,能跨越沟壑,上下台阶, 具有广泛的适应性.主要设计难点是机 器人跨步时自动转移重心而保持平衡的 问题.
两足步行机器人图例:
控制特点: 控制特点:
使机器人的重心 经常在接地的脚 掌上,一边不断 取得准静态平衡, 一边稳定的步行.
5.履带式行走机器人: .履带式行走机器人:
特点: 特点:
可以在有些凸凹的地面上行走,可以跨越障 碍物,能爬梯度不太高的台阶. 没有自位轮,依靠左右两个履带的速度差转 弯,会产生滑动,转弯阻力大,且不能准确 地确定回转半径.
履带式行走机器人图例( ): 履带式行走机器人图例(1):
履带式行走机器人图例( ): 履带式行走机器人图例(2):
直角坐标式机器人: 直角坐标式机器人: 这种类型的机器人 主体结构具有三个 自由度且都是直线 运动.通常把升降 运动或水平移动的 自由度归为机身部 分.
二,机身典型结构
1.回转与升降运动机身(1): .回转与升降运动机身 :
链轮—液压缸机构: 链轮 液压缸机构: 液压缸机构
构成:
主要由链轮机构,液压缸机构,机身本体部 分构成.且升降机构位于转动机构的上方.
花键轴与花键孔:
1.回转与升降机身(3): .回转与升降机身 :
齿条活塞缸—升降缸机构: 齿条活塞缸 升降缸机构: 升降缸机构
ห้องสมุดไป่ตู้构成:
主要由升降缸体,齿条缸,齿轮套筒,固定立柱和升降回 转台等部分构成.
工作原理:
回转运动:
齿条缸的齿条活塞杆直线运动→齿轮套筒6回转运动→齿轮 套筒6 和升降缸体2及升降回转台1固联→升降回转台1 回转
工作原理:
回转运动:
通过液压缸活塞的移动→带动链条的移动→链轮 的转动→机身的转动
升降运动:
活塞的上下移动→带动机身的上下升降
链轮—液压缸机构图例:
每个液压缸 只有一个油 口.
问题: 要使立柱作大于360°的旋转,对活塞 的行程有什么要求?
1.回转与升降机身(2): .回转与升降机身 :
直线运动液压缸—摆动液压缸机构: 直线运动液压缸 摆动液压缸机构: 摆动液压缸机构
1.机身的自由度: .机身的自由度:
机身往往具有升降,回转及俯仰三个 自由度.
2.机身的运动: .机身的运动:
由上面三个自由度可以组合成机身 五种运动形式.分别是:
回转运动; 升降运动; 回转—升降运动; 升降运动; 回转—俯仰运动; 俯仰运动; 回转—升降运动—俯仰运动. 俯仰运动.
3.各种坐标类型机身运动方案设计(1): .各种坐标类型机身运动方案设计( ): 圆柱坐标式机器人: 圆柱坐标式机器人 :
这种类型的机器人 主体结构通常具有 三个自由度:一个 回转运动(腰转) 及两个直线移动 (升降运动及手臂 伸缩运动).腰转 运动及升降运动通 常由机身来实现.
3.各种坐标类型机身运动方案设计(2): .各种坐标类型机身运动方案设计( ):
球面坐标式机器人:
这种类型的机器人主 体结构通常具有三个 自由度:绕垂直轴线 的回转运动(回转运 动),绕水平轴线的 回转运动(俯仰运动) 及手臂的伸缩运动. 通常把回转及俯仰运 动归属于机身.
直线运动液压缸—摆动液压缸机构图例: 直线运动液压缸 摆动液压缸机构图例: 摆动液压缸机构图例
油口
问题:
1,摆动液压缸的动片与缸的 1 什么部件相连?机械臂将与摆 动液压缸的什么部件相连? 油口 2,为什么采用长度较短的花 键套导向? 3,机身升降运动的行程和回 转运动角度取决于什么? 4,画出零件2的结构图.
构成:
主要由直线运动液压缸,摆动液压缸,花键导向轴,机身 本体等部分构成.
工作原理:
回转运动:
摆动液压缸进油→摆动缸动片7摆动→带动摆动缸套5摆动 由于花键轴3只起导向作用而不回转,摆动缸定片与花键轴 之间通过平键和螺钉固定连接,保证定片的位置确定.
升降运动:
活塞1下腔进油→活塞推动机身沿花键轴上升 活塞1上腔进油→活塞推动机身沿花键轴下降
升降运动:
升降缸体2,齿轮套筒6,回转台1整个一起升降运动
齿条活塞缸—升降缸机构图例: 齿条活塞缸 升降缸机构图例: 升降缸机构图例
2.回转与俯仰机身: .回转与俯仰机身:
机器人手臂的俯仰运动,一般采用活塞 缸与连杆机构实现.手臂俯仰运动用的 活塞缸位于手臂的下方,其活塞杆和手 臂用铰链连接好,缸体采用尾部耳环或 中部销轴等方法与立柱连接.
机器人机身及行走机构
主讲 周兰
引言:
机器人机械结构由三大部分构成: 机身,手臂(含手腕),手部.其 中机身又称立柱,是支承臂部的部 件.同时,大多数工业机器人必须 有一个便于安装的基础部件,这就 是机器人的基座,基座往往与机身 做成一体.有些机器人需要行走, 机身下面还会安装有行走机构.
一,机身的自由度和运动
回转与俯仰机身图例: 回转与俯仰机身图例:
三,机器人行走机构
1.行走机构的构成: .行走机构的构成:
机器人行走机构通常由驱动装置,传 动装置,位置检测装置,传感器,电 缆和管路等构成.
2.行走机构的分类: .行走机构的分类:
按运行轨迹分: 按运行轨迹分:
分为固定轨迹式和无固定轨迹式两种.固 定轨迹式主要用于工业机器人
按行走机构的特点分: 按行走机构的特点分:
对于无固定轨迹机器人,可分为轮式,履 带式和步行式等.前两者与地面连续接触, 后者与地面为间断接触.
3.固定轨道式机器人运动的实现: .固定轨道式机器人运动的实现:
机器人机身底座,安装在一个可移动 的拖板上,依靠丝杆螺母副的运动将 来自电机的旋转运动转化为直线运动.
结构特点: 结构特点:
为了能变换方向 和上下台阶,一 定要具备多自由 度.
两足步行机器人图例:
主要构成: 主要构成:
1—框架 3—小腿 5—肩 7—手 2—大腿 4—脚 6—肘 8—液压缸
四足机器人图例(1):
特点: 特点:
四足机器人在静 止状态下是稳定 的,具有很高的 实用性. 四足机器人步行 时,一只脚抬起, 三只脚支撑自重, 这时有必要移动 身体,让重心落 在三只脚接地点 组成的三角形内.
4.车轮式行走机器人: .车轮式行走机器人:
分类: 分类:
车轮式行走机器人通常有三轮,四轮,六 轮之分.它们或有驱动轮和自位轮,或有 驱动轮和转向机构,用来转弯.
适用范围: 适用范围:
最适合平地行走,不能跨越高度,不能爬 楼梯.
三轮行走机器人图例:
三轮行走机器人结构及驱动:
构成: 构成:三个车轮,转向叉,驱动装置等. 驱动方案:
四足机器人图例(2):
四足机器人图例(3):
7.其它行走机器人: .其它行走机器人:
爬壁机器人: 爬壁机器人: 车轮和脚混合式机器人: 车轮和脚混合式机器人:
其它行走机器人图例: 其它行走机器人图例:
�
电机5驱动轮1:通过V1,V2的不同速度控制小车的 移动方向,同时,转向叉3自动地转向正确的方向. 此时轮2受到地面的摩擦而滚动. 电机6驱动轮2:由电机6驱动,小车的方向由专用电 机7驱动转向叉实现.此时轮1自由滚动.
缺陷: 缺陷:施加在角落的力容易产生使机器人翻倒,
对负载有一定的限制.
四轮行走机器人: