機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)

2.機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)ENTER2.1概述2.2機(jī)身及臂部結(jié)構(gòu)2.3腕部及手部結(jié)構(gòu)2.4傳動(dòng)及行走機(jī)構(gòu)本章主要內(nèi)容2.1

概述

機(jī)器人本體的基本結(jié)構(gòu)形式

機(jī)器人本體材料的選擇章目錄

機(jī)器人本體的基本結(jié)構(gòu)形式機(jī)器人本體傳動(dòng)部件機(jī)身及行走機(jī)構(gòu)臂部腕部手部節(jié)目錄章目錄

機(jī)器人本體材料的選擇材料選擇基本要求強(qiáng)度高阻尼大彈性模量大重量輕經(jīng)濟(jì)性好節(jié)目錄章目錄機(jī)器人常用材料碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼鋁、鋁合金及其他輕合金材料纖維增強(qiáng)合金陶瓷纖維增強(qiáng)復(fù)合材料粘彈性大阻尼材料節(jié)目錄章目錄本節(jié)完2.2.1機(jī)身結(jié)構(gòu)的基本形式和特點(diǎn)2.2.2臂部結(jié)構(gòu)的基本形式和特點(diǎn)2.2

機(jī)身及臂部結(jié)構(gòu)2.2.3機(jī)器人的平穩(wěn)性和臂桿平衡方法章目錄1.機(jī)身的典型結(jié)構(gòu)（1）回轉(zhuǎn)與升降機(jī)身單桿活塞氣缸驅(qū)動(dòng)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)雙桿活塞氣缸驅(qū)動(dòng)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)節(jié)目錄章目錄

機(jī)身結(jié)構(gòu)的基本形式和特點(diǎn)

（2）回轉(zhuǎn)與俯仰機(jī)身

節(jié)目錄章目錄2.機(jī)身驅(qū)動(dòng)力(力矩)計(jì)算（2）回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算（1）垂直升降運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算節(jié)目錄章目錄節(jié)目錄章目錄（3）升降立柱下降不不卡死(不自鎖)的條件計(jì)算算偏重力臂的的大小偏重力矩根據(jù)升降立柱平衡條條件有升降立柱依依靠自重下下降而不引引起卡死的的條件即：3.機(jī)身設(shè)計(jì)要注意意的問(wèn)題（1）剛度和強(qiáng)度大，穩(wěn)定性要好（2）運(yùn)動(dòng)靈活，導(dǎo)套不宜過(guò)短，避免卡死（3）驅(qū)動(dòng)方式適宜（4）結(jié)構(gòu)布置合理節(jié)目錄章目錄1.臂部的典型機(jī)機(jī)構(gòu)（1）臂部伸縮機(jī)構(gòu)構(gòu)1—手部2—夾緊缸3—油缸4—導(dǎo)向柱5—運(yùn)行架6—行走車(chē)輪7—軌道8—支座四導(dǎo)向柱式式臂伸縮機(jī)機(jī)構(gòu)節(jié)目錄章目錄臂部結(jié)構(gòu)的的基本形式式和特點(diǎn)（2）手臂俯仰運(yùn)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)1—手部2—夾緊缸3—升降缸4—小臂5，7—擺動(dòng)缸6—大臂8—立柱擺動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)動(dòng)連桿俯仰仰臂機(jī)構(gòu)節(jié)目錄章目錄（3）手臂回轉(zhuǎn)與升降降機(jī)構(gòu)手臂回轉(zhuǎn)與升降降機(jī)構(gòu)常采采用回轉(zhuǎn)缸缸與升降缸缸單獨(dú)驅(qū)動(dòng)動(dòng)，適用于于升降行程程短而回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角度小于于360°的情況，也也有采用升升降缸與氣馬達(dá)-錐齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)。2.機(jī)器人手臂材料的的選擇優(yōu)先選擇強(qiáng)度大大而密度小小的材料做做手臂。其其中，非金金屬材料有有尼龍、聚乙乙烯（PEH）和碳素纖維等等；金屬材材料以輕合金（特別是鋁合合金）為主。節(jié)目錄章目錄3.臂部設(shè)計(jì)要要注意的問(wèn)問(wèn)題承載能力強(qiáng)剛度高導(dǎo)向性能好重量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小合理設(shè)計(jì)與腕和機(jī)身的連接部位節(jié)目錄章目錄機(jī)器人的平平穩(wěn)性和臂臂桿平衡方方法1.質(zhì)量平衡方法節(jié)目錄章目錄2.彈簧力平衡方法法節(jié)目錄章目錄本節(jié)完腕部結(jié)構(gòu)的的基本形式式和特點(diǎn)手部結(jié)構(gòu)的的基本形式式和特點(diǎn)2.3腕部及手部部結(jié)構(gòu)章目錄腕部結(jié)構(gòu)的的基本形式式和特點(diǎn)手腕關(guān)節(jié)的的滾轉(zhuǎn)和彎彎轉(zhuǎn)節(jié)目錄章目錄1.腕部自由度度節(jié)目錄章目錄手腕的坐標(biāo)標(biāo)系和自由由度6種3自由度手腕腕的結(jié)合方方式示意圖節(jié)目錄章目錄2.RRR手腕3R手腕關(guān)節(jié)遠(yuǎn)遠(yuǎn)程傳動(dòng)示示意3R手腕結(jié)構(gòu)示示意節(jié)目錄章目錄3.腕部的典型結(jié)結(jié)構(gòu)（1）單自由度回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)手腕腕1—回轉(zhuǎn)缸；2—定片；3—腕回轉(zhuǎn)軸；4—?jiǎng)悠?—手部節(jié)目錄章目錄回轉(zhuǎn)油缸直直接驅(qū)動(dòng)的的單自由度度腕部結(jié)構(gòu)構(gòu)（2）二自由度手腕腕1）雙回轉(zhuǎn)油缸驅(qū)驅(qū)動(dòng)的腕部部l—手部2—中心軸3—固定中心軸4—定片5—擺動(dòng)回轉(zhuǎn)缸6—?jiǎng)悠?—回轉(zhuǎn)軸8—回轉(zhuǎn)缸節(jié)目錄章目錄具有回轉(zhuǎn)與與擺動(dòng)的二二自由度腕腕部結(jié)構(gòu)2）齒輪傳動(dòng)二自由度腕腕部齒輪傳動(dòng)回回轉(zhuǎn)和俯仰仰型腕部原原理1，2，3，4，5，6——錐齒齒輪輪7——?dú)んw體8——手腕腕9——手爪爪節(jié)目目錄錄章目目錄錄（3）三自由由度度手手腕腕1）液壓壓直接接驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)三三自自由由度度手手腕腕節(jié)目目錄錄章目目錄錄2）齒輪輪鏈輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)三三自自由由度度腕腕部部1——油缸；；2——鏈輪輪；3，4——錐齒齒輪輪；5，6——花鍵鍵軸軸T；7——傳動(dòng)動(dòng)軸軸S；8——腕架;9——行星星架架；10，11，22，24——圓柱柱齒齒輪輪；12，13，14，15，16，17，18，20——錐齒齒輪輪；；19——擺動(dòng)動(dòng)軸軸；；21，23——雙聯(lián)聯(lián)圓圓柱柱齒齒輪輪；；25——傳動(dòng)動(dòng)軸軸B節(jié)目目錄錄章目目錄錄4.設(shè)計(jì)計(jì)腕部時(shí)應(yīng)應(yīng)注意意的問(wèn)題題結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕動(dòng)作靈活、平穩(wěn)，定位精度高強(qiáng)度、剛度高設(shè)計(jì)合理的與臂和手部的連接部位節(jié)目目錄錄章目目錄錄手部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的基基本本形形式式和和特特點(diǎn)點(diǎn)1.機(jī)器器人手手部部的的特點(diǎn)點(diǎn)（1）手部與手腕相連處可拆卸（2）手部是機(jī)器人末端操作器（3）手部的通用性比較差（4）手部是一個(gè)獨(dú)立的部件節(jié)目目錄錄章目目錄錄2.手部的的分分類(lèi)類(lèi)（1）按用用途途平面面鉗鉗爪爪夾持持圓柱柱零零件件專(zhuān)用用工工具具:噴槍槍?zhuān)妇吖?jié)目目錄錄章目目錄錄（2）按夾持持原原理理節(jié)目目錄錄章目目錄錄（3）按手指指或或吸吸盤(pán)盤(pán)數(shù)數(shù)目目按手指數(shù)目二指手爪多指手爪按手指關(guān)節(jié)單關(guān)節(jié)手指手爪多關(guān)節(jié)手指手爪吸盤(pán)式手爪按吸盤(pán)數(shù)目單吸盤(pán)式手爪多吸盤(pán)式手爪三指指手手爪爪節(jié)目目錄錄章目目錄錄柔性性手手指指手手爪爪（4）按智智能能化普通式（無(wú)傳感器）智能式（有傳感器）節(jié)目目錄錄章目目錄錄3.手爪設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)和和選選用用的的要要求求手爪設(shè)計(jì)和選用的要求被抓握的對(duì)象幾何參數(shù)工件尺寸可能給予抓握表面的數(shù)目可能給予抓握表面的位置和方向夾持表面之間的距離夾持表面的幾何形狀機(jī)械特性質(zhì)量材料固有穩(wěn)定性表面質(zhì)量和品質(zhì)表面狀態(tài)工件溫度物料饋送器或儲(chǔ)存裝置機(jī)器人作業(yè)順序手爪和機(jī)器人匹配環(huán)境條件4.手爪的的典典型型結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（1）機(jī)械械式式手爪爪V形爪爪鉗鉗節(jié)目目錄錄章目目錄錄氣動(dòng)動(dòng)手爪1—扇形形齒輪輪2—齒條條3—活塞塞4—?dú)飧赘?—爪鉗鉗四種種手手爪爪傳傳動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)（2）磁力力吸盤(pán)盤(pán)l—磁盤(pán)盤(pán)2——防塵塵蓋蓋3——線(xiàn)圈圈4——外殼體體節(jié)目目錄錄章目目錄錄（3）真空空式吸吸盤(pán)盤(pán)真空空吸吸盤(pán)盤(pán)控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)1——電動(dòng)機(jī)2——真空空泵泵3、4——電磁磁閥閥5——吸盤(pán)盤(pán)6——通大氣氣氣流流負(fù)負(fù)壓壓吸吸盤(pán)盤(pán)擠氣氣負(fù)負(fù)壓壓吸吸盤(pán)盤(pán)1——吸盤(pán)盤(pán)架架2——壓蓋蓋3——密封封墊墊4——吸盤(pán)盤(pán)5——工件件節(jié)目目錄錄章目目錄錄擠氣氣負(fù)負(fù)壓壓吸盤(pán)盤(pán)工工作作原理理節(jié)目目錄錄章目目錄錄自適應(yīng)應(yīng)性吸盤(pán)異形吸盤(pán)盤(pán)節(jié)目錄錄章目錄錄（4）真空空吸盤(pán)的的新設(shè)設(shè)計(jì)本節(jié)完完傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)的的基本本形式式和特特點(diǎn)行走機(jī)機(jī)構(gòu)的的基本本形式式和特特點(diǎn)2.4傳動(dòng)及行走走機(jī)構(gòu)構(gòu)章目錄錄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的的基本本形式式和特特點(diǎn)1.關(guān)節(jié)分為轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)關(guān)節(jié)和和移動(dòng)動(dòng)關(guān)節(jié)。節(jié)目錄錄章目錄錄轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)關(guān)節(jié)2.機(jī)器人人傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)（1）齒輪輪傳動(dòng)動(dòng)行星齒齒輪傳動(dòng)節(jié)目錄錄章目錄錄諧波齒輪傳動(dòng)采用液液壓靜壓諧諧波發(fā)生器器的諧諧波傳傳動(dòng)1—凸輪2—柔輪3—小孔孔（2）絲杠杠傳動(dòng)動(dòng)滾動(dòng)絲絲杠的的基本本組成成1—絲杠；2—螺母；；3—滾珠；4—導(dǎo)向槽節(jié)目錄錄章目錄錄絲杠螺螺母?jìng)鱾鲃?dòng)的的手臂臂升降降機(jī)構(gòu)構(gòu)1—電動(dòng)動(dòng)機(jī)；；2—蝸桿桿；3—臂架架；4—絲杠杠；5—蝸輪輪；6—箱體體；7—花鍵鍵套（3）帶傳傳動(dòng)與鏈傳傳動(dòng)齒形帶帶形狀狀鋼帶傳傳動(dòng)（4）繩傳動(dòng)與與鋼帶帶傳動(dòng)動(dòng)節(jié)目錄錄章目錄錄（5）桿、連連桿與與凸輪輪傳動(dòng)動(dòng)節(jié)目錄錄章目錄錄凸輪機(jī)機(jī)構(gòu)連桿機(jī)機(jī)構(gòu)采用鋼鋼帶傳傳動(dòng)的的ADEPT機(jī)器人人節(jié)目錄錄章目錄錄（6）流體體傳動(dòng)油缸和和齒輪輪齒條條手臂臂機(jī)構(gòu)構(gòu)氣缸和和齒輪輪齒條條增倍倍手臂臂機(jī)構(gòu)構(gòu)1—運(yùn)動(dòng)齒條；2—齒輪；3—活塞桿3.傳動(dòng)件的定位和消消隙（1）傳動(dòng)件的定位位電氣開(kāi)關(guān)定位機(jī)械擋塊定位伺服定位系統(tǒng)利用插銷(xiāo)定位位的結(jié)構(gòu)1—行程節(jié)流閥2—定位圓盤(pán)3—插銷(xiāo)4—定位油缸節(jié)目錄章目錄（2）傳動(dòng)件的消隙1）消隙齒輪2）柔性齒輪消隙節(jié)目錄章目錄節(jié)目錄章目錄3）對(duì)稱(chēng)傳動(dòng)消隙雙諧波傳動(dòng)消消隙方法1—電動(dòng)機(jī)；2—小齒輪；3'，3"—減速傳動(dòng)齒輪輪；4'，4"—軸；5'，5"—齒輪；6—齒輪1，2—齒輪箱；3，4，5—齒輪；6—電動(dòng)機(jī)；7—同步帶；8—壓緊輪；9—同步帶傳動(dòng)節(jié)目錄章目錄4）偏心機(jī)構(gòu)消隙5）齒廓彈性覆層消隙隙偏心消隙機(jī)構(gòu)構(gòu)齒廓彈性覆層消隙隙行走機(jī)構(gòu)的基基本形式和特特點(diǎn)典型行走機(jī)構(gòu)構(gòu)：1.具有三組輪