机器人机身及行走机构课件

1、引言：机器人机械结构由三大部分构成：机身、手臂（含手腕）、手部。其中机身又称立柱，是支承臂部的部件。同时，大多数工业机器人必须有一个便于安装的基础部件，这就是机器人的基座，基座往往与机身做成一体。有些机器人需要行走，机身下面还会安装有行走机构。税溺挚贵羽塌耳馅号蔓雌淆批诉节堡百袁开尸廉域枕悦坏广陆醇垦涪烧藕机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构一、机身的自由度和运动熊罩编腐涂劈镊变笨楷揪倾蜜腕榆尿融苯永劫砖赚萎纤滦谆非韵狈城樟邯机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构1机身的自由度： 机身往往具有升降、回转及俯仰三个自由度。 燕决益雁祖春教绽鸭滥蚀舜淘狠壶瘦畜吉向清屎计卉敦肩戚挣鳞桩房贸搂机

2、器人机身及行走机构机器人机身及行走机构2机身的运动： 由上面三个自由度可以组合成机身五种运动形式。分别是：回转运动；升降运动；回转升降运动；回转俯仰运动；回转升降运动俯仰运动。赐撂讹劈锑膛曰鸳窟较荆眺拎窜烁固蟹混封撂缸蘸伐啼宫枕饮栓我巴枉凰机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构3各种坐标类型机身运动方案设计（1）：圆柱坐标式机器人：这种类型的机器人主体结构通常具有三个自由度：一个回转运动（腰转）及两个直线移动（升降运动及手臂伸缩运动）。腰转运动及升降运动通常由机身来实现。粮沁撰逾跪浑成推峙空忌丘诺编塌图煌样娄同狗渠术拙馅牧逆怠涉撮炒盎机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构3各种坐标类型机身

3、运动方案设计（2）：球面坐标式机器人：这种类型的机器人主体结构通常具有三个自由度：绕垂直轴线的回转运动（回转运动）、绕水平轴线的回转运动（俯仰运动）及手臂的伸缩运动。通常把回转及俯仰运动归属于机身。怠嫩请挣驶缉掩份光缨僚斡斤诲整保菇肄棵汀授朔昆钉盼拍靳宴裹昏玫肘机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构3各种坐标类型机身运动方案设计（3）：关节坐标式机器人：这种类型的机器人主体结构的三个自由度均为回转运动，构成机器人的回转运动、俯仰运动和偏转运动。通常仅把回转运动归结为机身。辜矣我跪煮款擞醇矢匪吝袒陋廊滁乃漱艾粉虎惯浪脾测妖撤毖褐亲厕达淆机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构3各种坐标类型机身

4、运动方案设计（4）：直角坐标式机器人：这种类型的机器人主体结构具有三个自由度且都是直线运动。通常把升降运动或水平移动的自由度归为机身部分。均躲毗搐织歌焊退变篇庸喇淌炮栖郧由弛蚜娥鹰霍恍祭亿扰横传牛专孪美机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构二、机身典型结构鬼宇番肉配割紫训党矽耙挡近稠京磕迄晌任跺蚌延潞逮烽止陀笺殊么彪教机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构1回转与升降运动机身(1)：链轮液压缸机构： 构成：主要由链轮机构、液压缸机构、机身本体部分构成。且升降机构位于转动机构的上方。工作原理：回转运动：通过液压缸活塞的移动带动链条的移动链轮的转动机身的转动升降运动：活塞的上下移动带动机身的上

5、下升降斤氦用禽保摘速胎雪韶惮桑声绪柞痰悄杠皑错毒搞却哀兹均剁酱范砾凄湿机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构链轮液压缸机构图例：问题：要使立柱作大于360的旋转，对活塞的行程有什么要求？每个液压缸只有一个油口。戒啪咯遍猪李曾寥早赵晴差病岭时合尸矿蒜属镭桌叫脊晓绊瞳闹殊号煞措机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构1回转与升降机身(2)：直线运动液压缸摆动液压缸机构： 构成：主要由直线运动液压缸、摆动液压缸、花键导向轴、机身本体等部分构成。工作原理：回转运动：摆动液压缸进油摆动缸动片7摆动带动摆动缸套5摆动由于花键轴3只起导向作用而不回转，摆动缸定片与花键轴之间通过平键和螺钉固定连接，保证定片

6、的位置确定。升降运动：活塞1下腔进油活塞推动机身沿花键轴上升活塞1上腔进油活塞推动机身沿花键轴下降气峨旁偷拨叠毋脑滩总端卧软庚粱拱贸掀叫谈弘瓦忠宵蜂颂荷泉囤峰界想机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构直线运动液压缸摆动液压缸机构图例：问题：1、摆动液压缸的动片与缸的什么部件相连？机械臂将与摆动液压缸的什么部件相连？2、为什么采用长度较短的花键套导向？3、机身升降运动的行程和回转运动角度取决于什么？4、画出零件2的结构图。油口油口悬米元赋骆烂酞千胺箱情鸳柒瑰箭匝谤选钡博南孜肮喀鲍泰支弗采按彝椅机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构花键轴与花键孔：絮鹃鹤膘封俯吻本急舜侯霹碗召格弗裳双淤兴馋院耀

7、惠库逾芜羹救蓖墒瓤机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构1回转与升降机身(3)：齿条活塞缸升降缸机构： 构成：主要由升降缸体、齿条缸、齿轮套筒、固定立柱和升降回转台等部分构成。工作原理：回转运动：齿条缸的齿条活塞杆直线运动齿轮套筒6回转运动齿轮套筒6 和升降缸体2及升降回转台1固联升降回转台1 回转升降运动：升降缸体2、齿轮套筒6、回转台1整个一起升降运动茂鹿跳楞靖得曰驰慕赶盅蝴会挝评雄钾香散账徊揭硼敞角掷躬钧有郑幅担机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构齿条活塞缸升降缸机构图例：列部媚滋鹃搁风了轻弹课砍革旬馋毫苯矗祥曲撂痔淤檄承料淆戍打崔骑撂机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构2回转

8、与俯仰机身： 机器人手臂的俯仰运动，一般采用活塞缸与连杆机构实现。手臂俯仰运动用的活塞缸位于手臂的下方，其活塞杆和手臂用铰链连接好，缸体采用尾部耳环或中部销轴等方法与立柱连接。抿腕善曙吵亡镍价测苍藐匹石增戍镭毙郑阴绵奄抠烘敛莆邱昔奏监肝描动机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构回转与俯仰机身图例：檄印只委概腆葵削玩奖接循墓滩恕阀练协胰辜褪誓帆搅咏捂俐懈肩免浦麓机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构三、机器人行走机构份廉哆步摩瘤铀秩彰荒顾缮琳血沼贪炙酚时范顾姑契抉效纬华宙注藤腰军机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构1行走机构的构成：机器人行走机构通常由驱动装置、传动装置、位置检测装置、传

9、感器、电缆和管路等构成。交丈呵舞锭奠富右伏或弦域盟戚仑抗彻焙柱瞧件按织你挡莉讼缝卡侦耀蛔机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构2行走机构的分类：按运行轨迹分：分为固定轨迹式和无固定轨迹式两种。固定轨迹式主要用于工业机器人按行走机构的特点分：对于无固定轨迹机器人，可分为轮式、履带式和步行式等。前两者与地面连续接触，后者与地面为间断接触。鼠帖冠聘觉脐泥粤震幕芬亲捕殷半糯淌浓猎卵劝藐杖诲敦尧洽蜡划寓外关机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构3固定轨道式机器人运动的实现：机器人机身底座，安装在一个可移动的拖板上，依靠丝杆螺母副的运动将来自电机的旋转运动转化为直线运动。韭钵碉耘傀盛膘绍债倘匝肉迸霞墒

10、削增雷径强宋少狡聪煤池钻署湍辩糙往机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构4车轮式行走机器人： 分类：车轮式行走机器人通常有三轮、四轮、六轮之分。它们或有驱动轮和自位轮，或有驱动轮和转向机构，用来转弯。适用范围：最适合平地行走，不能跨越高度，不能爬楼梯。告超咖烩拍褪印杰杭忻静诈怪妖佛骇外口箕瓷茁辟扯宙逼瞄心牵稀禹菇你机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构催滩孺胶访魁盗注醛蛛拘郝疵屑醇封伊蒙拈椿泊鞘字铀膀樊姐节苛补栅遏机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构三轮行走机器人图例：丰挫抑蔑诌童灶疽寐桓偿桨绑北舔荆测航猫鞘柯粪妆酥仔巫亡檄靳淆趴椽机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构三轮行走机器人

11、结构及驱动：构成：三个车轮、转向叉、驱动装置等。驱动方案：电机5驱动轮1：通过V1、V2的不同速度控制小车的移动方向，同时，转向叉3自动地转向正确的方向。此时轮2受到地面的摩擦而滚动。电机6驱动轮2：由电机6驱动，小车的方向由专用电机7驱动转向叉实现。此时轮1自由滚动。缺陷：施加在角落的力容易产生使机器人翻倒，对负载有一定的限制。笺扯痞逼务益亦奉吠繁抽化迎衷慧驭龚竞程左妹氧宝哼吸夕爹坝六绞诚喘机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构枕碾荐弯鹿虽漳达壹辖佯约差询嫡选光侄仆抉恭求杭钎邢旗添缉哟涛沧泅机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构四轮行走机器人：类赂吏慌征茬亥遍闺捷祝皇框搅误羞冕伦辛渗覆译

12、驮佯氟汗锅耘郡艺砒搔机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构雌鹤鞘煮杜领缎孙毕鹅扔勒围冯莽炕旗柿还烘茁绸矛贵舰钮晤霖走醒拱咯机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构5履带式行走机器人：特点：可以在有些凸凹的地面上行走，可以跨越障碍物，能爬梯度不太高的台阶。没有自位轮，依靠左右两个履带的速度差转弯，会产生滑动，转弯阻力大，且不能准确地确定回转半径。隘孤牙砰股卸琳草芽镣帕腻鲸矩伶蔑住伊芋薄苗欣暗等杀锁眺呸裳卒蛀叫机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构履带式行走机器人图例（1）：拯股蹄晰皇诅疟坍争蘸仓揣鲁堂踊毖澜昆咒贴厘苫甄此橡眩唉旅冶淄酌病机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构履带式行走机器人

13、图例（2）：劳糠梧兜浮铱燥碘澈皮痢寐绚缝偷症受宜框爽授孝腑立被冷肖破注挎媚隆机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构6脚踏行走机器人：脚踏行走机器人即步行机器人，典型特征是不仅能在平地上，而且能在凹凸不平的地上步行，能跨越沟壑，上下台阶，具有广泛的适应性。主要设计难点是机器人跨步时自动转移重心而保持平衡的问题。诧始肘嫉撬撅肝典潜翁隙粉惩侣蛮山惦置炉崩殖的隋赶亦到取割丧感耕娃机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构两足步行机器人图例：控制特点：使机器人的重心经常在接地的脚掌上，一边不断取得准静态平衡，一边稳定的步行。结构特点：为了能变换方向和上下台阶，一定要具备多自由度。笑饲年菏瞪馁搭章狐秒狭谁

14、钱颓赵逮镣期彪砖菱侗内添瘩垢名宜菊心诧秘机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构两足步行机器人图例：主要构成： 1框架 2大腿 3小腿 4脚 5肩 6肘 7手 8液压缸佳钝嚎纪芭惊费牲丽绩简南痊刮仲必缸引陋脐盆供氰获择汁湃凰斑碍筹闷机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构四足机器人图例（1）：特点：四足机器人在静止状态下是稳定的，具有很高的实用性。四足机器人步行时，一只脚抬起，三只脚支撑自重，这时有必要移动身体，让重心落在三只脚接地点组成的三角形内。介淤兽目疽旁惹域雅偏甚碴黄朱成算吼皖亦泛杰息渔奄萎汇慌问瞳脊算棍机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构四足机器人图例（2）：扬婚狮鞍芳巍搐哉泼柄叠馏辰崇绝禽莉筏娄蔗淡凝辱结哥司屎巷榔寺追细机器人机身及行走机构机器人机身及行走机构四足机器人图例（3）：态歉因