2机器人本体结构

1、2. 机器人本体结构ENTER2.1概述2.2机身及臂臂部结构构2.3腕部及手手部结构2.4传动及行行走机构构本章主要要内容2.1概述2.1.1机器人本本体的基基本结构构形式2.1.2机器人本本体材料料的选择择章目录2.1.1机器人本本体的基基本结构构形式机器人本 体传动部件机身及行走机构臂部腕部手部节目录章目录2.1.2机器人本本体材料料的选择择材料选择择基本要求强度高阻尼大弹性模量大重量轻经济性好节目录章目录机器人常用材料碳素结构钢和合金结构钢铝、铝合金及其他轻合金材料纤维增强合金陶瓷纤维增强复合材料粘弹性大阻尼材料节目录章目录本节完2.2.1机身结构构的基本本形式和和特点2.2.2臂部结

2、构构的基本本形式和和特点2.2机身及臂臂部结构构2.2.3机器人的的平稳性性和臂杆杆平衡方方法章目录1.机身的典型结结构（1）回转与与升降机机身单杆活塞气缸驱动链传传动机构构双杆活塞气缸驱动链传传动机构节目录章目录2.2.1机身结构构的基本本形式和和特点（2）回转与俯仰机机身节目录章目录2.机身驱动力(力矩)计算（2）回转运动驱动动力矩的的计算（1）垂直升降运动动驱动力力的计算算节目录章目录节目录章目录（3）升降立柱下降降不卡死(不自锁)的条件计计算偏重力臂臂的大小小偏重力矩矩根据升降降立柱平衡衡条件有升降立柱柱依靠自自重下降降而不引引起卡死死的条件件即：3.机身设计要注注意的问问题（1）刚度

3、和强度大，稳定性要好（2）运动灵活，导套不宜过短，避免卡死（3）驱动方式适宜（4）结构布置合理节目录章目录1.臂部的典型型机构（1）臂部伸缩机机构1手部2夹紧缸3油缸4 导向柱5运行架6行走车轮轮7轨道8支座四导向柱柱式臂伸伸缩机构构节目录章目录2.2.2臂部结构构的基本本形式和和特点（2）手臂俯仰运动动机构1手部2夹紧缸3升降缸4小臂5，7摆动缸6大臂8立柱摆动缸驱驱动连杆杆俯仰臂臂机构节目录章目录（3）手臂回转与升升降机构构手臂回转与升升降机构构常采用用回转缸缸与升降降缸单独独驱动，适用于于升降行行程短而而回转角角度小于于360的情况，也有采采用升降降缸与气马达-锥齿轮传动的结结构。2.机

4、器人手臂材料料的选择择优先选择强度度大而密密度小的的材料做做手臂。其中，非金属属材料有有尼龙、聚聚乙烯（PEH）和碳素纤维维等；金金属材料料以轻合金（特别是铝铝合金）为主。节目录章目录3.臂部设计计要注意意的问题题承载能力强刚度高导向性能好重量轻、转动惯量小合理设计与腕和机身的连接部位节目录章目录2.2.3机器人的的平稳性性和臂杆杆平衡方方法1.质量平衡衡方法节目录章目录2.弹簧力平衡方方法节目录章目录本节完2.3.1腕部结构构的基本本形式和和特点2.3.2手部结构构的基本本形式和和特点2.3腕部及手手部结构构章目录2.3.1腕部结构构的基本本形式和和特点手腕关节节的滚转转和弯转转节目录章目录

5、1.腕部自由由度节目录章目录手腕的坐坐标系和和自由度度6种3自由度手手腕的结结合方式式示意图节目录章目录2.RRR手腕3R手腕关节节远程传传动示意意3R手腕结构构示意节目录章目录3.腕部的典型型结构（1）单自由度回回转运动动手腕1回转缸；2 定片；3 腕回转轴；4 动片；5 手部节目录章目录回转油缸缸直接驱驱动的单单自由度度腕部结结构（2）二自由度手手腕1）双回转油缸缸驱动的的腕部l手部2中心轴3固定中心轴4定片5摆动回转缸6动片7回转轴8回转缸节目录章目录具有回转转与摆动动的二自自由度腕腕部结构构2）齿轮传动动二自由度度腕部齿轮传动动回转和和俯仰型型腕部原原理1，2，3，4，5，6锥齿轮7壳

6、体8手腕9手爪节目录章目录（3）三自由度手手腕1）液压直接驱动动三自由由度手腕腕节目录章目录2）齿轮链轮传动动三自由由度腕部部1油缸；2链轮；3，4锥齿轮；5，6花键轴T；7传动轴S；8腕架;9行星架；10，11，22，24圆柱齿轮轮；12，13，14，15，16，17，18，20锥齿轮；19摆动轴；21，23双联圆柱柱齿轮；25传动轴B节目录章目录4.设计腕部时应注意的问题结构紧凑、重量轻动作灵活、平稳，定位精度高强度、刚度高设计合理的与臂和手部的连接部位节目录章目录2.3.2手部结构构的基本本形式和和特点1.机器人手部的的特点（1）手部与手腕相连处可拆卸（2）手部是机器人末端操作器（3）手

7、部的通用性比较差（4）手部是一个独立的部件节目录章目录2.手部的分类类（1）按用途平面钳爪爪夹持圆柱零件件专用工具具:喷枪，焊具节目录章目录（2）按夹持原理理节目录章目录（3）按手指或吸吸盘数目目按手指数目二指手爪多指手爪按手指关节单关节手指手爪多关节手指手爪吸盘式手爪按吸盘数目单吸盘式手爪多吸盘式手爪三指手爪爪节目录章目录柔性手指指手爪（4）按智能化普通式（无传感器）智能式（有传感器）节目录章目录3.手爪设计和和选用的的要求手爪设计和选用的要求被抓握的对象几何参数工件尺寸可能给予抓握表面的数目可能给予抓握表面的位置和方向夹持表面之间的距离夹持表面的几何形状 机械特性质量材料固有稳定性表面质量

8、和品质表面状态工件温度物料馈送器或储存装置机器人作业顺序手爪和机器人匹配环境条件4.手爪的典型型结构（1）机械式手爪V形爪钳节目录章目录气动手爪1扇形齿轮2齿条3活塞4气缸5爪钳四种手爪爪传动机机构（2）磁力吸盘l磁盘2防尘盖3线圈4外壳体节目录章目录（3）真空式吸盘真空吸盘盘控制系系统1电动机2真空泵3、4电磁阀5吸盘6通大气气流负压压吸盘挤气负压压吸盘1吸盘架2压盖3密封垫4吸盘5工件节目录章目录挤气负压压吸盘工作作原理节目录章目录自适应性性吸盘异形吸盘节目录章目录（4）真空吸盘的新新设计本节完2.4.1传动机构构的基本本形式和和特点2.4.2行走机构构的基本本形式和和特点2.4传动及行走

9、机机构章目录2.4.1传动机构的基基本形式式和特点点1.关节分为转动关节节和移动动关节。节目录章目录转动关节节2.机器人传动机构构（1）齿轮传传动行星齿轮轮传动节目录章目录谐波齿轮传动采用液压压静压谐波波发生器的的谐波传传动1凸轮2柔轮3小孔（2）丝杠传传动滚动丝杠杠的基本本组成1丝杠；2螺母；3滚珠；4导向槽节目录章目录丝杠螺母母传动的的手臂升升降机构构1电动机机；2蜗杆；3臂架；4丝杠；5蜗轮；6箱体；7花键套套（3）带传动动与链传动动齿形带形形状钢带传动动（4）绳传动与钢钢带传动动节目录章目录（5）杆、连杆杆与凸轮轮传动节目录章目录凸轮机构构连杆机构构采用钢带带传动的的ADEPT机器人节

10、目录章目录（6）流体传动油缸和齿齿轮齿条条手臂机机构气缸和齿齿轮齿条条增倍手手臂机构构1运动齿条条；2齿轮；3活塞杆3.传动件的定位位和消隙（1）传动件的的定位电气开关定位机械挡块定位伺服定位系统利用插销销定位的的结构1行程节流流阀2定位圆盘盘3插销4定位油缸节目录章目录（2）传动件的消隙隙1）消隙齿轮2）柔性齿齿轮消隙节目录章目录节目录章目录3）对称传动消隙隙双谐波传传动消隙隙方法1电动机；2小齿轮；3，3减速传动动齿轮；4，4轴；5，5齿轮；6齿轮1，2齿轮箱；3，4，5齿轮；6电动机；7同步带；8压紧轮；9同步带传传动节目录章目录4）偏心机构消隙隙5）齿廓弹性覆层层消隙偏心消隙隙机构齿廓弹性覆层层消隙2.4.2行走机构构的基本本形式和和特点典型行走走机构：1.具有三组轮子子的轮系系节目录章目录2.两足步行式式机器人人节目录章目录WHL-11双足机器器人两足