《機械臂智能控制》 課件 任務(wù)1 探索千姿百態(tài)的機器人-1.3 機械臂構(gòu)型

探索千姿百態(tài)的機器人CONTENTS目錄1.機器人概覽2.機器人的組成3.機械臂構(gòu)型4.機器人仿真3.機械臂構(gòu)型3.1機械臂構(gòu)型——笛卡爾機械臂機械臂構(gòu)型二維笛卡兒空間三維笛卡兒空間機器人中的xyz坐標(biāo)系和右手定則旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向3.1機械臂構(gòu)型——笛卡爾機械臂機械臂構(gòu)型關(guān)節(jié)1到關(guān)節(jié)3都是移動軸，且相互垂直，分別對應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的X,Y,Z三軸。三個關(guān)節(jié)相互獨立，設(shè)計簡單，控制簡單。占用空間大，靈活度低3.2機械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機械臂機械臂構(gòu)型通常由兩個肩關(guān)節(jié)J1和J2。一個肘關(guān)節(jié)J3。以及1~3個位于操作臂末端的腕關(guān)節(jié)(J4,J5,J6)組成。靈活度高，精度高，占用空間小，可應(yīng)用于工作空間較小的場合。適應(yīng)性受限（工作空間不規(guī)則，存在空間內(nèi)位置不可達的奇異點），維護成本和價格較高。3.2機械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機械臂機械臂構(gòu)型通常由兩個肩關(guān)節(jié)J1和J2。一個肘關(guān)節(jié)J3。以及1~3個位于操作臂末端的腕關(guān)節(jié)(J4,J5,J6)組成。靈活度高，精度高，占用空間小，可應(yīng)用于工作空間較小的場合。適應(yīng)性受限（工作空間不規(guī)則，存在空間內(nèi)位置不可達的奇異點），維護成本和價格較高。3.2機械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機械臂機械臂構(gòu)型舉例：UR機械臂——工作區(qū)空間UR機械臂的工作空間是球形的，它用兩個同心圓表示，一個較小的標(biāo)記為“推薦范圍”，一個稍大的標(biāo)記為“最大值”。在工作空間的中心，在基礎(chǔ)接頭的正上方和下方有一個柱子，柱子會限制機器人的運動。3.2機械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機械臂機械臂構(gòu)型舉例：UR機械臂——外部工作區(qū)限制在推薦的到達范圍內(nèi)（以藍色表示），機器人可以將工具移動到幾乎任何方向的任何位置。在推薦范圍之外的區(qū)域內(nèi)工作但仍在最大工作區(qū)域內(nèi)（以灰色表示）時，大多數(shù)位置都可以到達，但是對工具方向有限制，因為在某些情況下機器人在物理上無法達到足夠遠的距離?！驹趺幢苊狻繉⒃O(shè)備安排在機器人周圍選擇臂展更長的UR機器人。3.2機械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機械臂機械臂構(gòu)型舉例：UR機械臂——內(nèi)部工作區(qū)限制建議避免機器人基座正上方和下方的柱子中的機器人運動（在下面的動畫中以灰色表示），因為由于關(guān)節(jié)在機器人手臂上的布局方式，許多位置/方向?qū)⒃谖锢砩蠠o法到達。您可能會遇到在此圓柱體外部空間中執(zhí)行線性運動的問題（以橙色表示），因為相對較慢的工具速度需要基礎(chǔ)接頭的非常高的旋轉(zhuǎn)速度，從而使一些工具運動無法實現(xiàn)或不安全?！驹趺幢苊狻坎辉谥行膱A柱體中或靠近中心圓柱體工作盡量采用關(guān)節(jié)運動MoveJ、不要采用直線運動MoveL。3.3機械臂構(gòu)型——SCARA機械臂機械臂構(gòu)型SCARA(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm,中文譯名:選擇順應(yīng)性裝配機器手臂)是一種圓柱坐標(biāo)型的特殊類型的工業(yè)機器人。也稱作：水平關(guān)節(jié)型機器人。SCARA機器人有3個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),其軸線相互平行,在平面內(nèi)進行定位和定向。另一個關(guān)節(jié)是移動關(guān)節(jié),用于完成末端件在垂直于平面的運動。這類機械臂的結(jié)構(gòu)輕便、響應(yīng)快。可比一般關(guān)節(jié)式機械臂快數(shù)倍。載重小3.3機械臂構(gòu)型——SCARA機械臂機械臂構(gòu)型SCARA機械臂的結(jié)構(gòu)輕便、響應(yīng)快。比一般關(guān)節(jié)式機器人快數(shù)倍。一般用于不僅要求精度高，而且要求速度快的輕小型負載領(lǐng)域，

例如：消費類電子、汽車零部件、塑料、食品飲料和實驗室在內(nèi)的眾多行業(yè)，

參與高速準(zhǔn)確的拾取、放置、組裝、測試檢驗和包裝等操作工藝。3.4機械臂構(gòu)型——球面坐標(biāo)型機械臂機械臂構(gòu)型與鉸接型操作臂有很多相似之處，但是用移動關(guān)節(jié)代替了肘關(guān)節(jié)。這種設(shè)計在某些場合比鉸接型操作臂更加適用。移動連桿可以伸縮，縮回時，甚至可以從后面伸出。3.5機械臂構(gòu)型——圓柱面坐標(biāo)型機械臂機械臂構(gòu)型圓柱面坐標(biāo)型操作臂由一個使手臂豎直運動的移動關(guān)節(jié)和一個帶有豎直軸的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成，另一個移動關(guān)節(jié)與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸正交，還有一個某種形式的腕關(guān)節(jié)。3.6機械臂構(gòu)型——Delta機械臂機械臂構(gòu)型Delta機器人是典型的空間三自由度并聯(lián)機構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)精密、緊湊，驅(qū)動部分均布于固定平臺，這些特點使它具有如下特性：Delta機器人承載能力