机器人机身及行走机构

机器人机身和行走机构，演示者郝豹，介绍：机器人机械结构由机身、手臂(包括手腕)和手三部分组成。其中机身也称为柱子，是支撑臂部的零件。同时，大多数工业机器人需要易于安装的基本部件，这就是机器人支架，底座通常与机身是一体的。有些机器人需要走路，机身下安装了步行用具。1.气体的自由度和运动，1 .气体的自由度：气体通常具有三个自由度：升力、转动和俯仰。2.机身的运动：通过以上三个自由度，可以组合机身的五种运动形式。各旋转运动；起重运动；旋转-提升运动；转动-俯仰运动；旋转-升降运动-俯仰运动。3 .设计不同类型的机身运动(1):圆柱坐标自动机：此类型的自动机主体结构通常具有一个旋转运动(腰部旋转)和两个自由度(升降和手臂拉伸运动)。腰部旋转运动和升降运动通常由机身完成。3 .设计各种坐标类型的机身运动(2):球形坐标自动机：此类型的机器人主体结构通常具有三个自由度：围绕垂直轴的旋转运动(旋转运动)、围绕水平轴的旋转运动(俯仰运动)和手臂的伸缩运动。旋转和俯仰运动通常属于机身。3 .设计各种坐标类型的机身运动方案(3):关节坐标自动机：此类型的机器人主体结构的三个自由度将自动机的旋转、俯仰和偏航配置为旋转运动。一般来说，只有旋转运动归结为机身。3 .设计各种坐标类型的机身运动情景(4):笛卡尔坐标自动机：此类型的机器人主体结构具有三个自由度，都是直线运动。一般来说，升力运动或水平运动的自由度分为机身部分。2，机身的一般结构，1。旋转和提升运动机身(1):链轮-液压缸机构：配置：主要由链轮机构、液压缸机构和机身本体零件组成。升降机构位于旋转机构之上。工作方式：旋转运动：通过液压缸活塞移动驱动链的移动链轮旋转机身的旋转提升运动：活塞的上下移动机身的上下提升驱动，链轮-液压缸机构图例：问题：若要将支柱旋转到360以上，活塞冲程的要求是什么？每个液压缸只有一个油口。1 .旋转和提升本体(2):直线运动液压缸-摆动液压缸机构：规划：主要由直线运动液压缸、摆动液压缸、栓槽导向轴、本体等组成。工作方式：旋转运动：摆动液压缸入口摆动气缸7摆动摆动缸套5摆动花键3向导向，因此不旋转，而是通过摆动气缸销和花键轴之间的平键和螺纹固定连接确定薄板的位置。提升运动：活塞1下降油活塞驱动机身沿花键轴移动到活塞1的腔油上活塞驱动机身沿花键轴减少，直线运动液压缸-摆动液压缸机构图例：问题：1，摆动液压缸襟翼连接到气缸的哪些部分？机械手连接到摆动液压缸的哪个部分？2，为什么使用短花键套导杆？3、机身升降移动和旋转运动角度取决于什么？4，绘制零件2的结构。油口，油口，花键孔：1。旋转和升程本体(3):齿条活塞圆柱-升程圆柱机构：规划：主要由升程圆柱、齿条圆柱、齿轮套、固定柱和升程转盘组成。工作方式：旋转运动：齿条活塞杆直线运动齿轮套筒6旋转运动齿轮套筒6和提升圆柱2和提升转盘1固定提升转盘1旋转提升运动：提升圆柱2，齿轮套筒6，转盘1完整提升运动，齿条活塞圆柱-提升圆柱机构图例：2。转动和俯仰机身：使用机械手的俯仰运动，通常使用活塞圆柱和连杆机构实现。手臂上下倾斜运动的活塞圆柱体位于手臂下方，活塞杆和手臂通过铰链连接，圆柱体通过与尾部耳环或中心销相同的方式连接到柱上。旋转和俯仰机身图例：3，机器人行走机构，1。行走机构配置：机器人行走机构通常由驱动器、变速器、地理探测装置、传感器、电缆和管路组成。2 .步态分类：按执行轨迹：固定轨迹和非固定轨迹类型。固定轨迹主要用于工业机器人的行走机构特性。对于固定轨迹机器人，可以分为车轮、履带、步行式等。前两个连续接触地面，后者是与地面不连续的接触。3.固定轨道式机器人运动的实现：机器人机身底座安装在可移动的牵引板上，随着线螺母对的运动，电机的旋转运动变为直线运动。4 .基于轮子的步行机器人：分类：基于轮子的步行机器人通常有三轮，四轮和六轮。有驱动轮和自己的轮子，或者有用于旋转的驱动轮和转向机构。适用范围：最适合平地行走，不能跨高或爬楼梯。图2.57陀螺仪的双轮汽车、三轮步行机器人图例：三轮步行机器人结构和驱动：配置：三轮、方向盘、驱动装置等。驱动器：马达5驱动轮1: V1，V2以不同的速度控制汽车的移动方向，同时转向叉3自动朝向正确的方向。此时，车轮2被地面的摩擦滚动。电机6驱动轮2:由电动机6驱动，汽车的方向由专用电动机7通过叉实现。操控盘1可自由卷动。缺陷：施加在角落的力很容易成为翻转机器人的原因，并且受到载荷的限制。图2.59中所示的三个轮子是由美国Unimation K有三个轮子，在机器人底部分布着等边三角形。图2.59 3个车轮，4轮行走机器人：图2.60 4轮驱动机构和运动，图2.62显示了4轮防爆机器人。这个轮子采用了四个轮子，运动稳定性大大提高。但是，要使四组车轮同时与地面接触，必须使用特殊的车轮悬挂系统。需要4个驱动马达，控制系统也很复杂，成本也很高。防爆机器人，图2.63三角齿轮传动机构的组织图，图2.64全方向移动车辆移动方法提示；(b)转弯方法；(c)旋转方法；(d)制动方式，5 .履带式行走机器人：特征：能在一些凸起的地面上行走，能越过障碍物，能爬坡度不太高的楼梯。没有自己的车轮，依赖左右两个轨道的速度差异，产生滑动，旋转阻力大，旋转半径不能准确确定。履带式行走机器人图例(1):履带式行走机器人图例(2):救援机器人，德国爆炸机器人，6 .足步行机器人：足步行机器人，即行走机器人，不仅能在平地上行走，还能在崎岖的土地上行走，跨越峡谷，上下楼梯，具有广泛的适应能力。主要设计难点是机器人在步进时自动移动中心以保持平衡的问题。双足步行机器人图例：控制功能：使机器人的中心在经常接地的脚掌保持一定的静态平衡，稳定行走。结构特征：必须具有多个自由度，才能使方向和上下相位发生变形。图2.65双足步行机制图，双足步行机器人图例：主要配置：1-帧2-大腿3-小腿4-脚5-肩膀6-肘7-手8-液压缸，图2.66 hanku技术公司双足步行机器人，步行，4四足机器人走路时，一只脚抬起，三只脚支持自重，此时需要移动身体，使重心位于由三只脚接地点