工業(yè)機(jī)器人的基本組成及技術(shù)參數(shù).ppt

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機(jī)器人的組成,機(jī)器人的組成系統(tǒng),,機(jī)器人系統(tǒng)組成,人機(jī)交互系統(tǒng),控制系統(tǒng),驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),機(jī)械機(jī)構(gòu)系統(tǒng),機(jī)器人－環(huán)境交互系統(tǒng),,,,,,,,,,,,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),機(jī)器人系統(tǒng)組成分析,機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng),控制系統(tǒng),人機(jī)交互系統(tǒng),機(jī)器人－環(huán)境交互系統(tǒng),感受系統(tǒng),概念：要使機(jī)器人運(yùn)行起來(lái),需給各個(gè)關(guān)節(jié)即每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度安置傳動(dòng)裝置,1、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),作用：提供機(jī)器人各部位、各關(guān)節(jié)動(dòng)作的原動(dòng)力,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以是液壓傳動(dòng)、氣動(dòng)傳動(dòng)、電動(dòng)傳動(dòng),或者把它們結(jié)合起來(lái)應(yīng)用的綜合系統(tǒng);可以是直接驅(qū)動(dòng)或者是通過(guò)同步帶、鏈條、輪系、諧波齒輪等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行間接驅(qū)動(dòng)。,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),機(jī)器人系統(tǒng)組成分析,機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng),控制系統(tǒng),人機(jī)交互系統(tǒng),機(jī)器人－環(huán)境交互系統(tǒng),感受系統(tǒng),2、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng),驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),機(jī)器人系統(tǒng)組成分析,機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng),控制系統(tǒng),人機(jī)交互系統(tǒng),機(jī)器人－環(huán)境交互系統(tǒng),感受系統(tǒng),3、感受系統(tǒng),感受系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成,用以獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)中有意義的信息。,智能傳感器的使用提高了機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性、適應(yīng)性和智能化的水準(zhǔn)。,智能傳感器的使用提高了機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性、適應(yīng)性和智能化的水準(zhǔn)。,對(duì)于一些特殊的信息,傳感器比人類的感受系統(tǒng)更有效。,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),機(jī)器人系統(tǒng)組成分析,機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng),控制系統(tǒng),人機(jī)交互系統(tǒng),機(jī)器人－環(huán)境交互系統(tǒng),感受系統(tǒng),4、機(jī)器人－環(huán)境交互系統(tǒng),驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),機(jī)器人系統(tǒng)組成分析,機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng),控制系統(tǒng),人機(jī)交互系統(tǒng),機(jī)器人－環(huán)境交互系統(tǒng),感受系統(tǒng),5、人機(jī)交互系統(tǒng),人機(jī)交互系統(tǒng)是使操作人員參與機(jī)器人控制并與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系的裝置。,該系統(tǒng)歸納起來(lái)分為兩大類:指令給定裝置和信息顯示裝置。,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),機(jī)器人系統(tǒng)組成分析,機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng),控制系統(tǒng),人機(jī)交互系統(tǒng),機(jī)器人－環(huán)境交互系統(tǒng),感受系統(tǒng),6、控制系統(tǒng),是根據(jù)程序和反饋信息控制機(jī)器人動(dòng)作的中心。分為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。,機(jī)器人的基本工作原理是示教再現(xiàn)；示教也稱導(dǎo)引，即由用戶導(dǎo)引機(jī)器人，一步步按實(shí)際任務(wù)操作一遍，機(jī)器人在導(dǎo)引過(guò)程中自動(dòng)記憶示教的每個(gè)動(dòng)作的位置、姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)＼工藝參數(shù)等，并自動(dòng)生成一個(gè)連續(xù)執(zhí)行全部操作的程序。完成示教后，只需給機(jī)器人一個(gè)啟動(dòng)命令，機(jī)器人將精確地按示教動(dòng)作，一步步完成全部操作；,,冗余自由度機(jī)器人利用冗余自由度可以增加機(jī)器人的靈活性、躲避障礙物和改善動(dòng)力性能。人的手臂(大臂、小臂、手腕)共有七個(gè)自由度,所以工作起來(lái)很靈巧,手部可回避障礙而從不同方向到達(dá)同一個(gè)目的點(diǎn)。,2．工作精度,可以用精密度、正確度、和準(zhǔn)確度三個(gè)參數(shù)來(lái)衡量。,定位精度（Positioningaccuracy）：指機(jī)器人末端參考點(diǎn)實(shí)際到達(dá)的位置與所需要到達(dá)的理想位置之間的差距。,重復(fù)性（Repeatability）或重復(fù)精度：指機(jī)器人重復(fù)到達(dá)某一目標(biāo)位置的差異程度?；蛟谙嗤奈恢弥噶钕?，機(jī)器人連續(xù)重復(fù)若干次其位置的分散情況。它是衡量一列誤差值的密集程度，即重復(fù)度。,,3．工作范圍:,指機(jī)器人末端操作器所能到達(dá)的區(qū)域。,工作空間（Workingspace）：機(jī)器人手腕參考點(diǎn)或末端操作器安裝點(diǎn)（不包括末端操作器）所能到達(dá)的所有空間區(qū)域，一般不包括末端操作器本身所能到達(dá)的區(qū)域。,,4．工作速度：,指機(jī)器人各個(gè)方向的移動(dòng)速度或轉(zhuǎn)動(dòng)速度。這些速度可以相同，可以不同。,5．承載能力：,指機(jī)器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大質(zhì)量。,表1.3PUMA562機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù),圖1.17PUMA562工業(yè)機(jī)器人,1.4.3工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo),1.直角坐標(biāo)／笛卡兒坐標(biāo)／臺(tái)架型(3P),優(yōu)點(diǎn)：很容易通過(guò)計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)，容易達(dá)到高精度。,缺點(diǎn)：妨礙工作,且占地面積大,運(yùn)動(dòng)速度低,密封性不好。,直角坐標(biāo)機(jī)器人的工作空間示意圖,2.圓柱坐標(biāo)型(R2P),優(yōu)點(diǎn)：且計(jì)算簡(jiǎn)單;直線部分可采用液壓驅(qū)動(dòng),可輸出較大的動(dòng)力;能夠伸入型腔式機(jī)器內(nèi)部。,缺點(diǎn)：它的手臂可以到達(dá)的空間受到限制,不能到達(dá)近立柱或近地面的空間;直線驅(qū)動(dòng)部分難以密封、防塵;后臂工作時(shí),手臂后端會(huì)碰到工作范圍內(nèi)的其它物體。,3.球坐標(biāo)型(2RP),特點(diǎn)：中心支架附近的工作范圍大,兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置容易密封,覆蓋工作空間較大。但該坐標(biāo)復(fù)雜,難于控制,且直線驅(qū)動(dòng)裝置仍存在密封及工作死區(qū)的問(wèn)題。,4.關(guān)節(jié)坐標(biāo)型/擬人型(3R),關(guān)節(jié)機(jī)器人的關(guān)節(jié)全都是旋轉(zhuǎn)的,類似于人的手臂,工業(yè)機(jī)器人中最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)。它的工作范圍較為復(fù)雜。,關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人,5.平面關(guān)節(jié)型,SCARA機(jī)器人常用于裝配作業(yè),最顯著的特點(diǎn)是它們?cè)趚-y平面上的運(yùn)動(dòng)具有較大的柔性,而沿z軸具有很強(qiáng)的剛性,所以,它具有選擇性的柔性。這種機(jī)器人在裝配作業(yè)中獲得了較好的應(yīng)用。,平面關(guān)節(jié)機(jī)器人的工作空間,小結(jié),結(jié)構(gòu)形式直角坐標(biāo)式—雕刻、搬運(yùn)、裝配關(guān)節(jié)坐標(biāo)式—噴涂、焊接平面關(guān)節(jié)式—搬運(yùn)、裝配圓柱坐標(biāo)式—專用搬運(yùn)球坐標(biāo)式—專用,,不常用,工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用舉例,APP1-COBRA800搬運(yùn)APP4-SAM1搬運(yùn)APP2-ASSEMBLY-ABSBRC裝配APP6-MS裝配APP3-IMPULSE視覺(jué)搬運(yùn)APP5-DISPNSEM涂膠,ONRLEG_HOPPING,TWOLEG_HOPPING,注意：不同的書上，運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的符號(hào)表示可能不一樣。,（a）表示手指（末端執(zhí)行器）；（b）表示垂直、升降運(yùn)動(dòng)；（c）表示水平伸縮運(yùn)動(dòng)；（d）表示回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；（e）表示俯仰運(yùn)動(dòng)。,附：工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu),機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,關(guān)節(jié)坐標(biāo)式,習(xí)題,1.簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人的定義。2.簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人的主要應(yīng)用場(chǎng)合。這些場(chǎng)合有什么特點(diǎn)？3.說(shuō)明工業(yè)機(jī)器人的基本組成及各部分之間的關(guān)系。4.簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人各參數(shù)的定義:自由度、重復(fù)定位精度、工作范圍、工作速度、承載能力。5.工業(yè)機(jī)器人按坐標(biāo)形式分為哪幾類?各有什么特點(diǎn)？,本章小結(jié):,機(jī)器人的外型不一定像人,機(jī)器人技術(shù)是集機(jī)械學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、控制論、人工智能、系統(tǒng)工程等多種學(xué)科于一體的綜合性很強(qiáng)的新技術(shù),