文档介绍:机械结构
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相关术语及性能指标
关节(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。
第二章 机器人的结构
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第二章 机器人的结构
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1、气吸式吸盘
它是在利用轻性橡胶或塑料制成的皮碗中形成的负压来吸住工件的。适于吸取大而薄,刚性差的金属和木质板材、纸张、玻璃和弧形壳体零件等。根据不同作业情况,可以做成单吸盘、双吸盘、多吸盘或特殊开关的吸盘。按形成负压的方法有以下几种方式:
1)挤压排气式吸盘 如图9-47a所示,靠向下挤压力将吸盘3内的空气排出,使其内部形成负压,将工件4吸住。靠挡块(或外力FP作用)碰撞压盖1的上部,使密封垫2抬起,进入空气,释放工件。有结构简单、质量小、成本低的优点,但吸力不大,多用于吸取尺寸不大,薄而轻的物体。
2)气流负压式吸盘 控制阀将来自气泵的压缩空气自喷嘴通往,形成高速射流,将吸盘内腔中的空气带走而形成负压,使吸盘吸住物体。如图9-47c所示,若作业现场有压缩空气供应,这种吸盘比较方便,且成本低。
3)真空泵排气式吸盘 利用电磁控制阀将吸盘与真空泵相联,当抽气时,吸盘腔内的空气被抽出,形成负压而吸住物体,见图9-47b。反之,控制阀将吸盘与大气相连时,吸盘即失去吸力而松开工件。这种吸盘工件可靠,吸力大,但需配备真空泵及其控制系统,费用较高。
图9-47d为吸取波纹板的特殊吸盘。图9-47e为双吸盘式吸头。
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磁吸式吸盘
1-线圈 2-铁心 3-工件 4-内盘体 5-隔磁物 6-外盘面 7-盘体
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它可以分成电磁吸盘和永磁吸盘两种,电磁吸盘是用接通和切断电磁线圈中的电流(直流或交流),产生和消除磁力的方法来吸住和释放铁磁性物体。其具体结构如图9-48所示。线圈1通入电流后,铁心2中产生磁通,磁力线经内盘体4,避开隔磁物5,通过工件3、外盘面6和盘体7,回到铁心2,形成回路。由于磁力线通过工件,工件即被吸住。外盘面6也是给工件定位用的,可根据工件形状来设计。永磁吸盘则是利用永久磁钢的磁力来吸住铁磁性物体的,它是通过移动隔磁物体来改变吸盘中磁力线回路,从而达到吸住和释放物体的目的。它具有不需电源,结构简单,安全可靠等优点。但同样质量的吸盘,永磁吸盘的吸力不如电磁吸盘大。
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手指类型:
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电磁式吸盘
常见的另两种手部:
滚动轴承座圈
钢板
齿轮
多孔钢板
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气吸式吸盘
常见的另两种手部:
双吸头吸盘
多吸头吸盘
吸取瓦楞板
双吸头吸盘
双吸头架式吸盘
多吸头板式吸盘
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其它手部:
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工业机器人腕部结构
腕部影响手部的姿态(方位)
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手腕的自由度
1-手臂 2-机械接口
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摆动液压马达驱动的手腕
1-活塞 2、4-油路 3、7-进、排油孔 5-定片 6-动片
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压力油从手腕的右下部经管道3(两条)分别由进(排)油孔3和7进入(排出)液压马达,进入的压力油驱动动片6作正、反方向回转。当定片5与动片6侧面接触时,即停止回转。动片的最大回转角度由其接触位置决定。夹持器的夹持动作,则油经油路2进入的压力油驱动单作用液压缸的活塞1来完成。腕部回转运动的位置控制可采用机械挡块定位,用位置检测器检测。这种结构紧凑、体积小,但最大回转角度小于360°,这种结构只能实现一个腕部自由度。
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两自由度机械传动手腕
1、2、3、12、13-轴承 4、5-链轮 6、7-链条 8-手腕壳体
9、11-圆锥齿轮10、14-轴 15-机械接口法兰盘
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手腕的驱动电动机安装在大臂关节上,经谐波减速器用两级链传动将运动通过小臂关节传递到手腕轴10上的链轮4、5。链传动6将运动经链轮4、轴10和锥齿轮9、11带动轴14(其上装有机械接口法兰盘15)作回转运动(θ1),链传动7将运动经链轮5直接带动手腕壳体8实现上下俯仰摆动(β)。当链传动6和链轮4不动,使链传动7和链轮5单独转运时,由于轴10不动,转运的壳体8将迫使锥齿轮11作行星运动,齿轮11随壳体8作公转(上下俯仰),同时还绕轴14作一附加的自转运动(称为“诱导运动”,用θ2表示)。或齿轮9、11为正交锥齿轮传动,则θ2=iβ,i为锥齿轮9、11的传动比。因此,链传动6、7同时驱动时,手腕的回转运动应是θ=θ1±θ2,当链轮4的转向与β转向相同时用“-”,相反时用“+”。
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三自由