文档介绍：第四章第四章工业机器人工业机器人机械系统设计机械系统设计主主要要内内容容 1 1、工业机器人总体设计、工业机器人总体设计??主体结构设计主体结构设计??传动方式选择传动方式选择??模块化结构设计模块化结构设计??材料选择材料选择??平衡系统设计平衡系统设计 2 2、传动部件设计、传动部件设计??移动关节导轨及转动关节轴承移动关节导轨及转动关节轴承??传动件的定位及消隙传动件的定位及消隙??谐波传动谐波传动??丝杠螺母副及其滚珠丝杠传动丝杠螺母副及其滚珠丝杠传动??其它传动其它传动??3 3、臂部设计、臂部设计??臂部设计的基本要求臂部设计的基本要求??手臂的常用结构手臂的常用结构??臂部运动驱动力计算臂部运动驱动力计算??4 4、手腕设计、手腕设计??概述概述??手腕分类手腕分类??手腕设计举例手腕设计举例主要内容主要内容??5 5、手部设计、手部设计??概述概述??手部分类手部分类??手爪设计和选用的要求手爪设计和选用的要求??普通手爪设计普通手爪设计??6 6、机身及行走机构设计、机身及行走机构设计??机身设计机身设计??行走机构设计行走机构设计一一工业机器人总体设计工业机器人总体设计主体结构设计主体结构设计??关键是选择由连杆件和运动副组成的坐标形式关键是选择由连杆件和运动副组成的坐标形式??工业机器人的坐标形式工业机器人的坐标形式??直角坐标机器人直角坐标机器人??主体结构有三个自由度,全为伸缩主体结构有三个自由度,全为伸缩??圆柱坐标机器人圆柱坐标机器人??主体结构有三个自由度,腰转、升降、伸缩主体结构有三个自由度,腰转、升降、伸缩??球面坐标机器人球面坐标机器人??主体结构有三个自由度,转动、转动和伸缩主体结构有三个自由度,转动、转动和伸缩??关节坐标机器人关节坐标机器人??主体结构有三个自由度,全为转动主体结构有三个自由度,全为转动一一工业机器人总体设计工业机器人总体设计??传动方式选择传动方式选择??选择驱动源和传动装置与关节部件的连接、驱动方式选择驱动源和传动装置与关节部件的连接、驱动方式??工业机器人的传动形式工业机器人的传动形式控制系统设计困难, 控制系统设计困难, 对传感元件要求高, 对传感元件要求高, 成本高成本高传动精度高,振动小, 传动精度高,振动小, 传动损耗小,可靠性传动损耗小,可靠性高,响应快高,响应快不经中间关节或经速比不经中间关节或经速比=1 =1的传动装置与关节相的传动装置与关节相连连直接驱动直接驱动传动精度低、结构不传动精度低、结构不紧凑、引入误差,降紧凑、引入误差,降低可靠性低可靠性经济、对载荷变化不经济、对载荷变化不敏感、便于制动设计、敏感、便于制动设计、方便一些运动转换方便一些运动转换经速比远经速比远>1 >1的传动装置的传动装置与关节相连与关节相连间接传动间接传动额外的间隙和柔性, 额外的间隙和柔性, 结构庞大,能耗大结构庞大,能耗大不需考虑电机自重, 不需考虑电机自重, 平衡性良好平衡性良好经远距离传动装置与关经远距离传动装置与关节相连节相连远距离连结远距离连结传动传动需需考虑电机自重,转考虑电机自重,转动惯量大,能耗大动惯量大,能耗大结构紧凑结构紧凑直接装在关节上直接装在关节上直接连结传直接连结传动动缺点缺点优点优点特征特征传动形式传动形式一一工业机器人总体设计工业机器人总体设计??模块化结构设计模块化结构设计??模块化工业机器人模块化工业机器人??由一些标准化、系列化的模块件通过具有特殊功能由一些标准化、系列化的模块件通过具有特殊功能的结合部用积木拼搭方式组成的工业机器人系统。的结合部用积木拼搭方式组成的工业机器人系统。??模块化工业机器人的特点模块化工业机器人的特点??经济性经济性??灵活性灵活性??存在的问题存在的问题??刚度比较差刚度比较差??整体重量偏重整体重量偏重??模块针对性待提高模块针对性待提高一一工业机器人总体设计工业机器人总体设计??材料的选择材料的选择??材料选择的基本要求材料选择的基本要求??强度高强度高??弹性模量大弹性模量大??重量轻重量轻??阻尼大阻尼大??价格低价格低??结构件材料介绍结构件材料介绍碳素结构钢、合金结构钢、铝合金等合金材碳素结构钢、合金结构钢、铝合金等合金材料、纤维增强合金、陶瓷、纤维增强复合材料、纤维增强合金、陶瓷、纤维增强复合材料、粘弹性大阻尼材料料、粘弹性大阻尼材料一一工业机器人总体设计工业机器人总体设计??平衡系统设计平衡系统设计??平衡系统的作用平衡系统的作用??安全安全??降低因构形变化而导致重力引起关节驱动力矩变化的峰值降低因构形变化而导致重力引起关节驱动力矩变化的峰值??降低因运动而导致惯性力矩引起关节驱动力矩变化的峰值降低因运动而导致惯性力矩引起关节驱动力矩变化的峰值??改进动力特性改进动力特性??使运行稳