机器人工学第三章.ppt

机器人工学第三章机器人的机械结构?当确定了机器人的运动系统后,还必须进一步进行结构设计,才能实现机器人的各种机能。?机械结构是指它的执行系统,是机器人进行抓取工件(工具) 完成各种运动和操作任务的机械部分。?结构设计应包括:手部、腕部、臂部、机身及行走机构的设计。 3-1 末端执行的结构和设计一、分类和设计要求?末端执行是直接执行作业任务的装置, 大多数末端执行器结构的尺寸都是根据其不同作业任务要求来设计的,从而形成了多种多样的结构型式。根据其用途和结构的不同可以分为机械式夹持器、吸附式末端执行器和专用工具三类。它安装在操作机手腕或手臂的机械接口上。设计末端执行时应注意下列几个要求: ?1、应具有足够的夹持(吸附)力。由于是在运动过程中夹持工件,为了把工件夹牢,除考虑工件本身的重力以外, 还要考虑在运动过程中产生的惯性力和振动的影响,要保证在惯性力和振动的作用下,夹持物不致松动或脱落,为此,要求握紧力要大,但不能过大,以免整个机构尺寸加大或将工件夹变形。一般推荐夹紧力为所搬零件重量的 2~3 倍。 2、要具有一定的开闭角度?手部的两个手指在张开和闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角度, 张开时能使手指顺利接近工件,而不和其它设施等相碰,因此,开闭角度的大小与工件被夹部位的形状、尺寸以及抓取工件时手指如何接近工件的运动路线有关。还要注意经过路线的周围环境。 3、应保证工件可靠定位?为保证所装卸的位置精度,必须使手指相对工件的位置准确,即要求工件在手指内定位要准确。应按照工件形状选用合适的指形和结构,例如被夹持处为圆柱形的表面,可使用带 V形槽的手指或半圆形的手指。 4、要有足够的强度和刚度,又要结构紧凑、重量轻、效率高?末端执行器处于腕部和臂部的最前端, 运动状态多变。其结构、重量和动力负荷直接影响到腕部和臂部的结构、重量和性能,因此,在设计末端执行时,必须力求结构紧凑、重量轻、效率高。同时,又要有足够的强度和刚度,才能避免在工作时变形过大或发生断裂,才能夹持牢靠,保证所需的定位精度。 5、要有一定的通用性?一般情况下,末端执行是专用的,手指是针对工件设计的。但在设计时,要适当考虑更换零件的可能性和更换手指要简单、方便,以便能夹持不同形状和尺寸的工件,从而能提高其通用化程度, 扩大机器人的使用范围。 6、能适度工作环境?如工作环境特别,有的要耐高温、耐腐蚀,有的要能承受锻锤冲击力等,设计时应予考虑。二、机械式夹持器的结构与设计?工业机器人中应用的机械式夹持器多为双指手爪式,按其手爪的运动方式可分为平移型和回转型. 回转型手爪又可分为单支点回转型和双支点回转型,,液压和气动三种.