工业-机器人结构设计课.ppt

No.1

2.1机器人本体的基本结构

一、机器人本体基本结构组成：

1、传动部件

2、机身及行走机构

3、臂部

4、腕部

5、手部

No.2

2.1机器人本体的基本结构

公司的工业机器人在工作

KUKANo.3

2.1机器人本体的基本结构

二、机器人本体基本结构特点：

1、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。

No.4

2.1机器人本体的基本结构

二、机器人本体基本结构特点：

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。

No.5

2.1机器人本体的基本结构

二、机器人本体基本结构特点：

3、连杆驱动扭矩的顺态过程在

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。

No.6

2.1机器人本体的基本结构

二、机器人本体基本结构特点：

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。

No.7

2.1机器人本体的基本结构

二、机器人本体基本结构特点：

↑工作负载与自重的比值

↑静、动态刚度→↑定位精度、跟踪精度

→↓控制系统的要求、造价

→↑机械系统设计的灵活性

↑固有频率→避开工作频率

→↑系统的稳定性

No.8

2.1机器人本体的基本结构

三、机器人本体材料的选择：

1、材料选择的

基本要求：

强度高

弹性模量大

重量轻

阻尼大

材料经济性

No.9

2.1机器人本体的基本结构

三、机器人本体材料的选择：

1、机器人常用材料：

碳素结构钢和合金结构钢（广泛采用）

铝、铝合金及其他轻合金材料（重量轻）

纤维增强合金（较高的E/ρ比）

陶瓷

纤维增强复合材料（高阻尼）

粘弹性大阻尼材料

No.10

2.2手部设计

SIWR-Ⅰ型和Ⅱ型水下作业机械手模拟试验装置

No.11

2.2手部设计

新松的装配机器人

No.12

2.2手部设计

l2.2.1钳爪式手部的设计

l2.2.2吸盘式手部的设计

l2.2.3类人机器人的手部

关节式手指

——

No.13

2.2手部设计

习题：设计一手部结构，

用来抓取盘中的苹果。

要求：画出结构，并给出

关键尺寸。说明其驱动方

式及计算增力比N/P。

No.14

2.2.1钳爪式手部的设计

机器人的手部是重要的执行机构。从其功

能和形态上看，它可分为工业机器人的手部和

类人机器人的手部。前者应用较多，也比较成

熟，后者正处于深入研究阶段。

工业机器人的手部是用来抓取工件或工具

的部件。由于被抓取的工件的形状、尺寸、重

量、材质等的不同，手部的结构也是多种多样

的，大部分的手部结构是根据特定的工件要求

而专门设计的。各种手部的工作原理不同，结

构型式各异。常用的手部按其握持原理的不同

可分为两类，即钳爪式和吸附式。

No.15

2.2