文档介绍：毕业论文(设计)
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题目: 机器人
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2011年03月11日
机器人
机器人是典型的机电一体化装置,它综合运用了机械与精密机械、微电子与计算机、自动控制与驱动、传感器与信息处理以及人工智能等多学科的最新研究成果,随着经济的发展和各行各业对自动化程度要求的提高,机器人技术得到了迅速发展,出现了各种各样的机器人产品。机器人产品的实用化,既解决了许多单靠人力难以解决的实际问题,又促进了工业自动化的进程。目前,由于机器人的研制和开发涉及多方面的技术,系统结构复杂,开发和研制的成本普遍较高,在某种程度上限制了该项技术的广泛应用,因此,研制经济型、实用化、高可靠性机器人系统具有广泛的社会现实意义和经济价值。
工业机器人是在生产环境中用以提高生产效率的工具,它能做常规乏味的装配线工作,或能做那些对于工人来说是危险的工作,例如:第一代工业机器人是用来在核电站中更换核燃料棒,如果人去做这项工作,将会遭受有害射线的辐射。工业机器人亦能工作在装配线上将小元件装配到一起,如将电子元件安放在电路印刷板,这样,工人就能从这项乏味的常规工作中解放出来。机器人也能按程序要求用来拆除炸弹,辅助残疾人,在社会的很多应用场合下履行职能。
机器人可以认为是将手臂末端的工具、传感器和手爪移动到程序指定位置的一种机器。当机器人到达位置后,它将执行某种任务。这些任务可以是焊接、密封、机器装料、拆装以及装配工作。除了编程以及系统的开停之外,一般来说这些工作可以在无人干预下完成。
一、如下叙述的是机器人系统基本术语:
、多功能的机械手,通过给要完成的不同任务编制各种动作,它可以运动零件、材料、工具以及特殊装置。这个基本定义引导出后续段落的其他定义,从而描绘出一个完整的机器人系统。
。在某些位置点上机器人将停下来做某些操作,如装配零件、喷涂油漆或者焊接。这些预编程点贮存在机器人的贮存器中,并为后续的连续操作所调用,而且这些预编程点像其他程序数据一样,可在日后随工作需要而变化。因且,正是这种可编程的特征,一个工业机器人很像一台计算机,数据可以在这里储存、后续调用与编辑。
,它使机器人能弯屈、延伸和旋转,提供这些运动的是机械手的轴,亦是所谓的机械手的自由度。一个机械人能有3-16轴,自由度一词总是与机器人轴数相关。
,但它们是安装在机器人手臂末端的附件。这些连在机器人手臂末端的附件可使机器人抬起工件、点焊、刷漆、电焊弧、钻孔、打毛刺以及根据机器人的要求去做各种各样的工作。
,工作单元是机器人执行任务所处的整体环境,该单元包括控制器、机械手、工作平台、安全保护装置或者传输装置。所有这些为保证机器人完成自己任务而必需的装置都包括在这一工作单元中。另外,来自外设的信号与机器人何时装配工作、取工件或放工件到传输装置上。
二、机器人系统有三个基本部件:机械手、控制器和动力源。
机械手做机器人系统中粗重工作,它包括两个部分:机构和附件,机械手也有联接附件基座,如下图所示一机器人基座与附件之间的连接情况。
机械手基座通常固定在工作区域的地基上,有时基座也可以移动,在这种情况下基座安装在导轨或者轨道上,允许机械手从一个位置移动到另外一个位置。
正如前面所提到的那样,附件从机器人基座上延伸出来,附件就是
机器人的手臂,它可以是直线型,也可以是轴节型手臂,轴节型手臂也是大家所知的关节型手臂。
机械臂使机械手产生各轴的运动。这些轴连在一个安装基座上,然后再练到托架上,托架确保机械手停留在某一位置。
在手臂的末端上,连接着手腕,手腕由辅助轴和手腕凸缘组成,手腕是让机器人用户在手腕凸缘上安装不同工具来做不同种工作。
机器手的轴使机械手在某一区域内执行任务,我们将这个区域为机器人的工作单元,该区域的大小与机械手的尺寸相对应,一个典型装配机器人的工作单元。随着机器人机械结构尺寸的增加,工作单元的范围也必须相应增加。
机械手的运动由执行元件或驱动系统来控制。执行元件或驱动系统允许各轴在工作单元内运动。驱动系统可用电气液压和气压动力,驱动系统所产生的动力经机构转变为机械能,驱动系统与机械传动链相匹配。由链、齿轮和滚珠丝杠组成的机械传动链驱动着机器人的各轴。
机器人控制器是工作单元的核心。控制器储存着预编程序供后续条用、控制外设,及与厂内计算机进行通讯以满足产品经常更新的需要。
控制器用于控制机械手运动和在工作单元内控制机器人外设。用户可通过手持的示教盒将机械手运动的程序编入控制器。这些信