工業(yè)機器人技術基礎第二次作業(yè)分析

1、機器人技術基礎作業(yè)學院：電氣與信息工程班級：電子信息工程1302姓名：唐佳偉學號：A191301501. 工業(yè)機器人的末端操作器有哪些種類？答：工業(yè)機器人的手部也叫末端操作器，它直接裝在工業(yè)機器人的手腕上用于夾持工件或讓工具按照規(guī)定的程序完成指定的工作?？梢跃哂惺种?，也可以不具有手指；可以有手爪，也可以是專用工具。用在工業(yè)上的機器人的手是機器人直接用于抓取和握緊(吸附)專用工具(如噴槍、扳手、 焊具、 噴頭等)進行操作的部件。它具有模仿人手動作的功能, 并安裝于機器人手臂的前端。由于被握工件的形狀、尺寸、 重量、 材質(zhì)及表面狀態(tài)等不同,因此工業(yè)機器人末端操作器是多種多樣的2. 夾鉗式取料手由哪

2、幾部分組成，每部分的作用是什么？答：夾鉗式手部與人手相似，是工業(yè)機器人廣為應用的一種手部形式。它一般由手爪和驅(qū)動結構，傳動機構，及連接與支撐原件組成，如圖，能通過手爪的開閉動作實現(xiàn)對物體的夾持。（1）.手指 手指是直接與工件接觸的部件，手部松開和夾緊工件，就是通過手指的張開與閉合實現(xiàn)的，機器人的手部一般有兩個手指，也有三個或多個手指，其結構形式常取決于北京加持弓箭的形狀和特性。 指端的形狀：V型指和平面指。如圖所示的三種V型的形狀，用來夾持圓柱形工件，平面指為夾鉗式手的指端，一般用于加持正方形，板形或細小棒。 3.試繪制一種的結構件圖，并簡單描述其工作原理？夾鉗式手部與人手相似, 是工業(yè)機器人

3、廣為應用的一種手部形式。 它一般由手指(手爪)和驅(qū)動機構、 傳動機構及連接與支承元件組成, , 能通過手爪的開閉動作實現(xiàn)對物體的夾持。 3. 吸附式取料手有哪些種類，適用范圍如何？答：電磁吸盤電磁吸盤的結構： a) 主要由磁盤、防塵蓋、線圈、殼體等組成。工作原理：b) 夾持工件：i. 線圈通電空氣間隙的存在線圈產(chǎn)生大的電感和啟動電流周圍產(chǎn)生磁場（通電導體一定會在周圍產(chǎn)生磁場）吸附工件c) 放開工件：i. 線圈斷電磁吸力消失工件落位適用范圍：適用于用鐵磁材料做成的工件；不適合于由有色金屬和非金屬材料制成的工件。適合于被吸附工件上有剩磁也不影響其工作性能的工件。適合于定位精度要求不高的工件。適合于

4、常溫狀況下工作。鐵磁材料高溫下的磁性會消失。真空式吸盤構成:由真空泵、電磁閥、電機和吸盤等構成。工作原理：形成真空吸附工件：電機真空泵3電磁閥左側(cè)從吸盤5處抽氣釋放工件：電機、泵停轉(zhuǎn)大氣經(jīng)6口 4電磁閥左側(cè) 3電磁閥右側(cè)送氣至吸盤5處自適應吸盤結構特點： 該吸盤具有一個球關節(jié)，使吸盤能傾斜自如，適應工件表面傾角的變化。結構特點：可用來吸附雞蛋、錐頸瓶等物件。擴大了真空吸盤在機器人上的應用。噴氣式吸盤工作原理：壓縮空氣進入噴嘴后，利用伯努利效應，當壓縮空氣剛進入時，由于噴嘴口逐漸縮小，致使氣流速度逐漸增加。當管路截面收縮到最小處時，氣流速度達到臨界速度，然后噴嘴管路的截面逐漸增加，使與橡膠皮碗相

5、連的吸氣口處，造成很高的氣流速度而形成負壓。應用：在工廠一般都有空壓站，噴氣式吸盤在工廠得到廣泛的應用。5.氣吸附式取料手的特點是什么，有哪幾種，各有什么有缺點？答：氣吸附式取料手是利用吸盤內(nèi)的壓力和大氣壓之間的壓力差而工作的。原理：氣吸附式取料手是利用吸盤內(nèi)的壓力和大氣壓之間的壓力差而工作的。分類：按形成壓力差的方法,可分為真空吸附、氣流負壓氣吸、擠壓排氣負壓氣吸式等幾種。優(yōu)缺點：氣吸式取料手與夾鉗式取料手相比,具有結構簡單,重量輕,吸附力分布均勻等優(yōu)點,對于薄片狀物體的搬運更有其優(yōu)越性(如板材、紙張、玻璃等物體),廣泛應用于非金屬材料或不可有剩磁的材料的吸附。但要求物體表面較平整光滑,無孔

6、無凹槽。6.專用末端操作器，專用末端操作器換接器，多功能換接裝置各有什么作用？機器人是一種通用性很強的自動化設備,可根據(jù)作業(yè)要求完成各種動作, 再配上各種專用的末端操作器后,就能完成各種動作。如在通用機器人上安裝焊槍就成為一臺焊接機器人, 安裝擰螺母機則成為一臺裝配機器人。目前有許多由專用電動、氣動工具改型而成的操作器, 如圖2.19所示, 有擰螺母機、焊槍、電磨頭、電銑頭、拋光頭、激光切割機等。 所形成的一整套系列供用戶選用, 使機器人能勝任各種工作。 圖2.19還有一個裝有電磁吸盤式換接器的機器人手腕, 電磁吸盤直徑60 mm, 質(zhì)量為1 kg,吸力1100 N, 換接器可接通電源、信號、

7、壓力氣源和真空源,電插頭有18芯,氣路接頭有5路。為了保證聯(lián)接位置精度,設置了兩個定位銷。在各末端操作器的端面裝有換接器座,平時陳列于工具架上,需要使用時機器人手腕上的換接器吸盤可從正面吸牢換接器座,接通電源和氣源, 然后從側(cè)面將末端操作器退出工具架, 機器人便可進行作業(yè)。 使用一臺通用機器人,要在作業(yè)時能自動更換不同的末端操作器, 就需要配置具有快速裝卸功能的換接器。換接器由兩部分組成: 換接器插座和換接器插頭, 分別裝在機器腕部和末端操作器上,能夠?qū)崿F(xiàn)機器人對末端操作器的快速自動更換。 專用末端操作器換接器的要求主要有:同時具備氣源、電源及信號的快速聯(lián)接與切換; 能承受末端操作器的工作載荷

8、; 在失電、 失氣情況下, 機器人停止工作時不會自行脫離;具有一定的換接精度等。 7.什么時候需要用到仿生多指靈巧手？靈巧手和多指靈巧手的適用范圍有哪些？答：近年來，具有多個關節(jié)的仿人多指靈巧手成為機器人領域的研究熱點之一。本書結合多指靈巧手的最新研究成果和發(fā)展趨勢，以作者近年來在仿人多指靈巧手及其操作控制領域取得的研究成果為基礎，系統(tǒng)地論述仿人多指靈巧手及其操作控制的理論、方法和關鍵技術，包括基于機電一體化思想的仿人多指靈巧手設計、多指操作規(guī)劃和操作控制等。機器人手爪和手腕最完美的形式是模仿人手的多指靈巧手。 如圖3所示,多指靈巧手有多個手指, 每個手指有3個回轉(zhuǎn)關節(jié), 每一個關節(jié)的自由度都

9、是獨立控制的。因此,幾乎人手指能完成的各種復雜動作它都能模仿,諸如擰螺釘、彈鋼琴、 作禮儀手勢等動作。在手部配置觸覺、力覺、視覺、溫度傳感器, 將會使多指靈巧手達到更完美的程度。多指靈巧手的應用前景十分廣泛,可在各種極限環(huán)境下完成人無法實現(xiàn)的操作, 如核工業(yè)領域、宇宙空間作業(yè), 在高溫、高壓、高真空環(huán)境下作業(yè)等。8.彈性力手爪，擺動式手爪，勾托式手部各有什么特點答：彈性力手爪的特點是其夾持物體的抓力是由彈性元件提供的,不需要專門的驅(qū)動裝置, 在抓取物體時需要一定的壓入力, 而在卸料時, 則需要一定的拉力。如圖所示為幾種彈性力手爪的結構原理圖。圖(a)所示的手爪有一個固定爪, 另一個活動爪6靠壓

10、簧4提供抓力, 活動爪繞軸5回轉(zhuǎn), 空手時其回轉(zhuǎn)角度由平面2、3限制。 抓物時,爪6在推力作用下張開,靠爪上的凹槽和彈性力抓取物體; 卸料時, 需固定物體的側(cè)面,手爪用力拔出即可。擺動式手爪的特點是在手爪的開合過程中, 其爪的運動狀態(tài)是繞固定軸擺動的, 結構簡單,使用較廣,適合于圓柱表面物體的抓取。圖1所示為一種擺動式手爪的結構原理圖。這是一種連桿擺動式手爪, 活塞桿移動, 并通過連桿帶動手爪回繞同一軸擺動, 完成開合動作。圖2所示為自重式手部結構, 要求工件對手指的作用力的方向應在手指回轉(zhuǎn)軸垂直線的外側(cè), 使手指趨向閉合。 用這種手部結構來夾緊工件是依靠工件本身的重量來實現(xiàn)的, 工件越重,握力越大。手指的開合動作由鉸接活塞油缸實現(xiàn)。 該手部結構適用于傳輸垂直上升或水平移動的重型工件。圖3所示為彈簧外卡式手部結構。手指1的夾放動作是依靠手臂的水平移動而實現(xiàn)的。 當頂桿2與工件端面相接觸時, 壓縮彈簧3, 并推動拉桿4向右移動, 使手指1繞支承軸回轉(zhuǎn)而夾緊工件。卸料時手指1與卸料槽口相接觸, 使手指張開, 頂桿2在彈簧3的作用下將工件推入卸料槽內(nèi)。這種手部適用于抓取輕小環(huán)形工件, 如軸承內(nèi)座圈等。如圖所示為勾