第二章机器人末端操作器
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章机器人末端操作器
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。
第二章机器人末端操作器
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。
第二章机器人末端操作器
3．手部是一个独立的部件：
►工业机器人通常分为三个大的部件： 机身、手臂（含手腕）、手部。手部 对整个机器人完成任务的好坏起着关 键的作用，它直接关系着夹持工件时 的定位精度、夹持力的大小等。
主要有手指、驱动机构和传动机构组成。
第二章机器人末端操作器
四、手部的分类
第二章机器人末端操作器
用在工业上的机器人的手是机器人直接用于抓取 和握紧(吸附)专用工具(如喷枪、扳手、 焊具、 喷头 等)进行操作的部件。它具有模仿人手动作的功能, 并 安装于机器人手臂的前端。由于被握工件的形状、尺 寸、 重量、 材质及表面状态等不同,因此工业机器人 末端操作器是多种多样的
第二章机器人末端操作器
图 2.2 夹钳式手部的组成
第二章机器人末端操作器
1. 手指是直接与工件接触的部件。手部松开和夹紧工件, 就 ຫໍສະໝຸດ Baidu通过手指的张开与闭合来实现的。机器人的手部一般有两个 手指, 也有三个或多个手指,其结构形式常取决于被夹持工件 的形状和特性。 指端的形状通常有两类: V型指：用于夹持圆柱形工件。 平面指：用于夹持方形工件(具有两个平行平面), 板形或细 小棒料。
第二章机器人末端操作器
回转型图例：
压缩弹簧
拉伸弹簧
第二章机器人末端操作器
平动型图例：
第二章机器人末端操作器
平移型图例：
此时手部是张开还是合
拢？
第二章机器人末端操作器
4．按夹持原理分：
►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。
► 工具：进行作业的专用工具。
第二章机器人末端操作器
工件的定位和夹紧：
F
第二章机器人末端操作器
2．按夹持方式分：
►外夹式：
▪ 手部与被夹件的外表面相接触。
►内撑式：
▪ 手部与工件的内表面相接触。
►内外夹持式：
▪ 手部与工件的内、外表面相接触。
第二章机器人末端操作器
夹持方式图例：
Y X
Z
第二章机器人末端操作器
第二章机器人末端操作器
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。
第二章机器人末端操作器
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。
►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。
第二章机器人末端操作器
(1) (2) (3) (4) 仿生多指灵巧手。
第二章机器人末端操作器
2.1.1 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2.2所示, 能通过手爪的开闭动作 实现对物体的夹持。
第二章机器人末端操作器
1．按用途分：
► 手爪：具有一定的通用性。主要功能是：抓住 工件、握持工件、释放工件。
▪ 抓住：在给定的目标位置和期望姿态上抓住工件，
工件必须有可靠的定位，保持工件和手爪之间的准 确的相对位置关系，以保持机器人后续作业的准确 性。 ▪ 握住：确保工件在搬运过程中或零件装配过程中定 义了的位置和姿态的准确性。 ▪ 释放：在指定位置结束手部和工件之间的约束关系。
第二章 机器人的结构
Robotic Manipulators
(工业机器人操作手)
第二章机器人末端操作器
2.1 工业机器人手部(手爪)结构
第二章机器人末端操作器
引言：
►工业机器人的手部也叫末端操作器，它 直接装在工业机器人的手腕上用于夹持 工件或让工具按照规定的程序完成指定 的工作。
第二章机器人末端操作器
3．按手爪的运动形式分：
► 回转型：
▪ 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。
一、手部的特点
第二章机器人末端操作器
1．手部与手腕相连处可拆卸：
►手部与手腕处有可拆卸的机械接口： 根据夹持对象的不同，手部结构会有 差异，通常一个机器人配有多个手部 装置或工具，因此要求手部与手腕处 的接头具有通用性和互换性。
►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。
第二章机器人末端操作器
2. 传动机构
传动机构是向手指传递运动和动力, 以实现夹紧和松开动 作的机构。该机构根据手指开合的动作特点分为回转型和平移 型。回转型又分为一支点回转和多支点回转。根据手爪夹紧是 摆动还是平动,又可分为摆动回转型和平动回转型。
(1) 回转型传动机构。夹钳式手部中较多的是回转型手部, 其手指就是一对杠杆,一般再同斜楔、滑槽、连杆、齿轮、蜗 轮蜗杆或螺杆等机构组成复合式杠杆传动机构, 用以改变传动 比和运动方向等。
► 考虑手部自身的大小、形状、机构和运动自由度：
▪ 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。
► 智能化手部还应配有相应的传感器：
▪ 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。
第二章机器人末端操作器
三、手部的构成
第二章机器人末端操作器
图 2.3 V (a) 固定V型； (b) 滚柱V型； (c) 自定位式V型
第二章机器人末端操作器
图 2.4 夹钳式手的指端
第二章机器人末端操作器
指面的形状 1、光滑指面平整光滑, 用来夹持已加工表面, 避免已加工表 面受损。 2、齿形指面的指面刻有齿纹, 可增加夹持工件的磨擦力,以确 保夹紧牢靠, 多用来夹持表面粗糙的毛坯或半成品。 3、柔性指面内镶橡胶、泡沫、石棉等物,有增加磨擦力、保护 工件表面、 隔热等作用, 一般用于夹持已加工表面、炽热件, 也适于夹持薄壁件和脆性工件。
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。
第二章机器人末端操作器
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。
第二章机器人末端操作器
3．手部是一个独立的部件：
►工业机器人通常分为三个大的部件： 机身、手臂（含手腕）、手部。手部 对整个机器人完成任务的好坏起着关 键的作用，它直接关系着夹持工件时 的定位精度、夹持力的大小等。
主要有手指、驱动机构和传动机构组成。
第二章机器人末端操作器
四、手部的分类
第二章机器人末端操作器
用在工业上的机器人的手是机器人直接用于抓取 和握紧(吸附)专用工具(如喷枪、扳手、 焊具、 喷头 等)进行操作的部件。它具有模仿人手动作的功能, 并 安装于机器人手臂的前端。由于被握工件的形状、尺 寸、 重量、 材质及表面状态等不同,因此工业机器人 末端操作器是多种多样的
第二章机器人末端操作器
图 2.2 夹钳式手部的组成
第二章机器人末端操作器
1. 手指是直接与工件接触的部件。手部松开和夹紧工件, 就 ຫໍສະໝຸດ Baidu通过手指的张开与闭合来实现的。机器人的手部一般有两个 手指, 也有三个或多个手指,其结构形式常取决于被夹持工件 的形状和特性。 指端的形状通常有两类: V型指：用于夹持圆柱形工件。 平面指：用于夹持方形工件(具有两个平行平面), 板形或细 小棒料。
第二章机器人末端操作器
回转型图例：
压缩弹簧
拉伸弹簧
第二章机器人末端操作器
平动型图例：
第二章机器人末端操作器
平移型图例：
此时手部是张开还是合
拢？
第二章机器人末端操作器
4．按夹持原理分：
►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。
► 工具：进行作业的专用工具。
第二章机器人末端操作器
工件的定位和夹紧：
F
第二章机器人末端操作器
2．按夹持方式分：
►外夹式：
▪ 手部与被夹件的外表面相接触。
►内撑式：
▪ 手部与工件的内表面相接触。
►内外夹持式：
▪ 手部与工件的内、外表面相接触。
第二章机器人末端操作器
夹持方式图例：
Y X
Z
第二章机器人末端操作器
第二章机器人末端操作器
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。
第二章机器人末端操作器
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。
►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。
第二章机器人末端操作器
(1) (2) (3) (4) 仿生多指灵巧手。
第二章机器人末端操作器
2.1.1 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2.2所示, 能通过手爪的开闭动作 实现对物体的夹持。
第二章机器人末端操作器
1．按用途分：
► 手爪：具有一定的通用性。主要功能是：抓住 工件、握持工件、释放工件。
▪ 抓住：在给定的目标位置和期望姿态上抓住工件，
工件必须有可靠的定位，保持工件和手爪之间的准 确的相对位置关系，以保持机器人后续作业的准确 性。 ▪ 握住：确保工件在搬运过程中或零件装配过程中定 义了的位置和姿态的准确性。 ▪ 释放：在指定位置结束手部和工件之间的约束关系。
第二章 机器人的结构
Robotic Manipulators
(工业机器人操作手)
第二章机器人末端操作器
2.1 工业机器人手部(手爪)结构
第二章机器人末端操作器
引言：
►工业机器人的手部也叫末端操作器，它 直接装在工业机器人的手腕上用于夹持 工件或让工具按照规定的程序完成指定 的工作。
第二章机器人末端操作器
3．按手爪的运动形式分：
► 回转型：
▪ 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。
一、手部的特点
第二章机器人末端操作器
1．手部与手腕相连处可拆卸：
►手部与手腕处有可拆卸的机械接口： 根据夹持对象的不同，手部结构会有 差异，通常一个机器人配有多个手部 装置或工具，因此要求手部与手腕处 的接头具有通用性和互换性。
►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。
第二章机器人末端操作器
2. 传动机构
传动机构是向手指传递运动和动力, 以实现夹紧和松开动 作的机构。该机构根据手指开合的动作特点分为回转型和平移 型。回转型又分为一支点回转和多支点回转。根据手爪夹紧是 摆动还是平动,又可分为摆动回转型和平动回转型。
(1) 回转型传动机构。夹钳式手部中较多的是回转型手部, 其手指就是一对杠杆,一般再同斜楔、滑槽、连杆、齿轮、蜗 轮蜗杆或螺杆等机构组成复合式杠杆传动机构, 用以改变传动 比和运动方向等。
► 考虑手部自身的大小、形状、机构和运动自由度：
▪ 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。
► 智能化手部还应配有相应的传感器：
▪ 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。
第二章机器人末端操作器
三、手部的构成
第二章机器人末端操作器
图 2.3 V (a) 固定V型； (b) 滚柱V型； (c) 自定位式V型
第二章机器人末端操作器
图 2.4 夹钳式手的指端
第二章机器人末端操作器
指面的形状 1、光滑指面平整光滑, 用来夹持已加工表面, 避免已加工表 面受损。 2、齿形指面的指面刻有齿纹, 可增加夹持工件的磨擦力,以确 保夹紧牢靠, 多用来夹持表面粗糙的毛坯或半成品。 3、柔性指面内镶橡胶、泡沫、石棉等物,有增加磨擦力、保护 工件表面、 隔热等作用, 一般用于夹持已加工表面、炽热件, 也适于夹持薄壁件和脆性工件。