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文档简介
第八章 机器人机构,第一节 概述 第二节 开式链机构 第三节 并联机器人机构,第一节 概 述,一、机器人和机器人机构,机器人是一种可编程的、能执行某些操作或移动作业的自动控制的机械。,ISO定义:A robot is a machine which can be programmed to perform some tasks which involve manipulative or locomotive actions under automatic control 。,串联机器人: 由机座、机身、臂部(大臂和小臂)、腕部和手部构成。,是一种多自由度、多杆的、开链型空间机构,第一节 概 述,二机器人应用及其前景展望,柔性制造系统及计算机集成制造系统; 微电子及制药业中; 军事、矿冶、核电工业和排险救灾; 恶劣环境下的工作;,应用:,前景:,办公用机器人; 医疗机器人; 康复机器人; 家务劳动机器人;,第二节 开式链机构,一、开式链机构的结构分析,1、机器人操作器,具有和人手臂相似的动作功能,可在空间抓放物体或进行其它操作的装置。,2、机器人操作器的组成,组成:机身、臂部、腕部和手部(末端执行器)等。,3、 机器人操作器的自由度,每个关节具有一个自由度,,机构的自由度等于关节数。,该机构具有6个自由度,4、 机器人操作器的结构分类,直角坐标型,特点: 三个基本关节均为移动关节。 运动图形:长方体 占据空间大,相应的工作范围小 优点: 结构简单,运动直观性强,便于实现高精度。,4、 机器人操作器的结构分类,圆柱坐标型,三个基本关节: 2个移动关节, 个转动关节 工作空间:空心圆柱体 优点:占据空间较小,结构紧凑,工作范围大。 缺点:受升降机构的限制,一般不能提升地面或较低位置的工件。,4、 机器人操作器的结构分类,球坐标型,三个基本关节: 2个转动关节, 个移动关节 工作空间:空心球体 优点:结构紧凑,工作范围大,能完成地面提取工件的任务。 缺点:结构较复杂。,4、机器人操作器的结构分类,多关节型,三个基本关节均为转动型。 工作空间:复杂的几何形体 优点:占据空间最小,工作范围最大,动作灵活。 缺点:驱动控制较复杂。 应用:焊接、装配等复杂操作。,二、开式链机构的运动分析,开式运动链机构运动分析的主要内容 (1). 开式链机构的运动参数 。 末端执行器的位置和姿态 关节运动参数 (2). 开式链机构运动分析主要问题 正向运动学问题 反向运动问题 工作空间问题,已知关节参数,求解位置和姿态坐标。,2 平面两连杆关节型操作器的运动分析,1)正向运动学问题,(1)位移分析,姿态角:,二、开式链机构的运动分析,2)反向运动学问题,已知操作器臂端B的位置,求关节参数。,(1)位移分析,二、开式链机构的运动分析,2)反向运动学问题,(1)位移分析,0o180o,3)工作空间:,二、开式链机构的运动分析,第三节、并联机器人机构,优点:刚度大、承载能力强、误
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