文档介绍：七、工业机器人课程内容机器人结构及相关属性关节和连接机器人的常见结构关节驱动系统机器人控制系统末端效应器夹持器工具机器人中的传感器2 工业机器人的应用物料搬运加工操作装配和检验机器人程序设计示教法编程机器人编程语言仿真和离线编程工业机器人的工程分析操纵器运动学基础准确度和重复精度3工业机器人的定义?工业机器人是一种可通用的、可编程的、具有某些类人特征的机械装置。?工业机器人最明显的类人特征就是能够执行各种工业任务的机械手臂。同时还有对传感器输入的反应、与其他机器的通信以及决策等能力。?工业机器人的典型生产应用包括点焊、物料搬运、工件装卸、喷涂和装配等。?工业机器人具有商业和技术上的重要性,原因包括:(1)机器人可以在危险或不舒服的工作环境中代替人。(2)机器人完成工作循环的一致性和重复精度,人类无法企及。(3)机器人可被编程。完成当前任务后,机器人可以重新编程并安装所需工具来执行完全不同的任务。(4)机器人由计算机控制,因此可以与其他计算机系统相连来实现计算机集成制造。机器人结构及相关属性工业机器人的操纵器(manipulator)是由一系列的关节和连接构成的。机器人结构学涉及机器人操纵器的关节和连接的类型与大小以及其他物理构造因素。关节和连接?工业机器人的关节类似于人的关节,提供身体两个部分的相对动作。?关节,或称作“轴”,向机器人提供自由度。一般的,一个关节只关联一个自由度。机器人通常根据其所具有的自由度的总数来分类。?连接每个关节的是两个连接,一个输入和一个输出。“连接”是操纵器中的刚性组件。?关节的作用是为输入端和输出端之间提供受控的相对运动。67多数机器人都安装在地板的静态基座上。我们将基座及第一个关节间的连接称作连接0。它是关节1的输入端,关节1的输出端是连接1。连接1是关节2的输入,而关节2的输出端是连接2,依次类推,如图 7-1所示。图7-1 机器人结构示意图?工业机器人的关节可分为五类(图7-2所示):两种提供平移动作的关节(1)线性关节(L形关节)。输入与输出连接之间是滑移平动,且两个连接的轴线是平行的;(2)直角关节(O形关节)。输入与输出连接之间同样是滑移平动,但当运动时两连接是互相垂直的;三种提供旋转动作的关节(3)转动关节(R形关节)。提供旋转运动,旋转轴垂直于输入和输出连接的轴线;(4)扭转关节(T形关节)。提供旋转运动,但转轴平行于输入和输出连接的轴线;(5)旋转关节(V形关节)。这种关节类型中,关节的转轴平行于输入连接的轴线,而垂直于输出连接的轴线。89图7-2 工业机器人结构中常用的5种关节类型(a) 线性关节(L形关节);(b) 直角关节(O形关节);(c) 转动关节(R形关节);(d) 扭转关节(T形关节);(e) 旋转关节(V形关节) 机器人的常见结构?机器人的操纵器(又称本体)可以分为两个部分:体臂组合和手腕组合。?通常体臂组合有3个自由度而手腕组合有2~3个自由度。?在手腕组合的末端是机器人用于完成特定任务的装置,这个装置被称作“末端效应器”(如夹持器,工艺加工工具等)。?体臂组合用于确定末端效应器的位置,而手腕组合用于确定末端效应器的姿态。10