文档介绍：1. ( Joint ):即运动副, 允许机器人手臂各零件之间发生相对运动的机构。第四章第四章机器人本体的基本结构机器人本体的基本结构连杆( Link ): 机器人手臂上被相邻两关节分开的部分。自由度( Degree of freedom ):或者称坐标轴数, 是指描述物体运动所需要的独立坐标数。手指的开、合,以及手指关节的自由度一般不包括在内。刚度( Stiffness ): 机身或臂部在外力作用下抵抗变形的能力。它是用外力和在外力作用方向上的变形量(位移)之比来度量。定位精度( Positioning accuracy ): 指机器人末端参考点实际到达的位置与所需要到达的理想位置之间的差距。重复性( Repeatability )或重复精度: 在相同的位置指令下,机器人连续重复若干次其位置的分散情况。它是衡量一列误差值的密集程度,即重复度。 oo 工作空间( Working space ): 机器人手腕参考点或末端操作器安装点(不包括末端操作器)所能到达的所有空间区域,一般不包括末端操作器本身所能到达的区域。(a)表示手指(末端执行器); (b)表示垂直、升降运动; (c)表示水平伸缩运动; (d)表示回转运动; (e)表示俯仰运动。 2 工业机器人的结构 1 1) )机构运动简图机构运动简图直角坐标式圆柱坐标式球坐标式关节坐标式(a)直接驱动型(b)平行连杆型(c)偏置型(d)平面型 1 2 345 6 1 2 345 6机器人本体基本结构的特点(1) 一般可以简化成各连杆首尾相接、末端无约束的开式连杆系,连杆系末端自由且无支承,这决定了机器人的结构刚度不高,并随连杆系在空间位姿的变化而变化。(2) 开式连杆系中的每根连杆都具有独立的驱动器,属于主动连杆系, 连杆的运动各自独立, 不同连杆的运动之间没有依从关系,运动灵活。(3) 连杆驱动扭矩的瞬态过程在时域中的变化非常复杂,且和执行器反馈信号有关。连杆的驱动属于伺服控制型,因而对机械传动系统的刚度、间隙和运动精度都有较高的要求。(4) 连杆系的受力状态、刚度条件和动态性能都是随位姿的变化而变化的, 因此,极容易发生振动或出现其他不稳定现象。本体结构的总体要求: 1)工作负载与自重的比值尽可能大 2)结构的静、动态刚度尽可能高 3)尽量提高系统的固有频率和改善系统的动态性能。材料选择的基本要求: (1) 强度高。高强度材料不仅能满足机器人臂的强度条件,而且可以减少臂杆的截面尺寸,减轻重量。(2) 弹性模量大。构件刚度(或变形量)与材料的弹性模量 E、G 有关。弹性模量越大,变形量越小,刚度越大。不同材料弹性模量的差异比较大,而同一种材料的改性对弹性模量却没有太多改变。比如,普通结构钢的强度极限为 420 MPa ,高合金结构钢的强度极限为 2 000 ~2 300 MPa ,但是二者的弹性模量 E却没有多大变化,均为 × MPa 。因此,还应寻找其他提高构件刚度的途径。 5 10本体结构及材料选择的基本要求