机器人工装系统设计 机器人工装系统设计 项目二 工业机器人末端执行器1

机器人工装系统设计Robot

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design主讲教师：龚俭龙项目二机器人末端操作器▲知识要求：掌握工业机器人末端操作器的机械结构的组成和特点。▲技能要求：能够根据工业机器人的功能要求正确选择工业机器人的主体结构形式，并进行传动方案的设计。教学内容及要求3手部小臂（上臂）

腕部大臂（下臂）腰部基座工业机器人实物结构·4机座小臂大臂轴2电机+轴2谐波齿轮肩部轴1电机+轴1谐波齿轮轴4（偏转）电机肘部轴3电机+轴3谐波齿轮轴5电机+轴5谐波齿轮轴6电机+轴6谐波齿轮同步带执行末端5工业机器人机械结构图·机器人本体组成·机器人本体机械机构驱动装置控制系统感知系统腕部手部（操作器）臂部腰部电驱动装置液压驱动装置气压驱动装置处理器关节伺服控制器内部传感器基座（固定或移动）传动装置任务2.2 Robotic

Manipulators(工业机器人操作手)1.

末端执行器末端执行器则是直接执行作业任务的装置；末端执行器的结构和尺寸是依据其不同作业任务要求来设计的，从而形成了多种多样的结构形式。末端执行器安装在执行机构的手腕或手臂的机械接口上。根据用途可分为机械式夹持器、吸附式末端执行器专用工具三类。8杠杆滑槽式回转型手部9（1）机械式夹持器机械式夹持器组成：手爪、传动机构、驱动装置等。⬤通过手爪的开、合动作实现对物料的夹持。手爪传动机构驱动装置支架物料夹持圆柱形物料的机械式夹持器101）手爪手爪是直接与物料接触的部件，夹持器松开和夹紧物料是通过手爪的张开和闭合来实现的。机械式夹持器的结构形式取决于被夹持物料的形状和特性。11传动机构传动机构是向手爪传递运动和动力，以实现夹紧和松开动作的机构。传动机构按其运动方式分为回转型和移动型，回转型又分为单支点回转型和双支点回转型。驱动装置驱动装置是向传动机构提供动力的装置，它一般有液压、气动、机械等驱动方式。V形指平面指圆柱形方形课堂练习12尖指特殊指课堂练习13驱动杆2末端与连杆4由铰销3铰接,当驱动杆2作直线往复运动时,则通过连杆推动两杆手指各绕其支点作回转运动,从而使手图双支点连杆杠杆式手部指松开或闭合。15图2.6

滑槽式杠杆回转型手部杠杆形手指4的一端装有V形指5,另一端则开有长滑槽。驱动杆1上的圆柱销2套在滑槽内,当驱动连杆同圆柱销一起作往复运动时,即可拨动两个手指各绕其支点(铰销3)作相对回转运动,从而实现手指的夹紧与松开动作。平行指手爪机构：

工作原理：回转动力源1和6驱动构件2和5顺时针或逆时针旋转，通过平行四边形机构带动手指3和4作平动，夹紧或释放工件。气动手爪图例：问题：1、分析手部的运动。2、手部作的是什么类型运动？19222324图各种专用末端操作器使用一台通用机器人,要在作业时能自动更换不同的末端操作器,就需要配置具有快速装卸功能的换接器。换接器由两部分组成:换接器插座和换接器插头,分别装在机器腕部和末端操作器上,能够实现机器人对末端操作器的快速自动更换。专用末端操作器换接器的要求主要有:同时具备气源、电源及信号的快速联接与切换;能承受末端操作器的工作载荷;在失电、失气情况下,机器人停止工作时不会自行脱离;具有一定的换接精度等。27（2）吸附式末端执行器吸附式取料手气吸附式取料手磁吸附式取料手真空吸附气流负压吸附挤压排气式电磁吸盘永磁吸盘（2）吸附式末端执行器适用于大平面、易碎、微小的物体抓取，结构简单，对薄片状的物体搬运具有优越性，要求物体表面平整光滑，无孔无凹槽。气吸式手部利用真空吸力及负压吸力吸持工件，它适用于抓取薄片、易碎工件，通常吸盘由橡胶或塑料制成；磁吸式手部利用电磁铁和永久磁铁的磁场力吸取具有磁性物质的小五金工件。28（2）吸附式末端执行器抓取物料时，碟形橡胶吸盘与物料表面接触，橡胶吸盘起到密封和缓冲两个作用，真空泵进行真空抽气，在吸盘内前形成负压，实现物料的抓取。放料时，吸盘内通入大气，失去真空后，物料放下。2930磁吸附式磁力吸盘式在手部装上电磁铁，通过磁场吸力把工件吸住，有电磁吸盘和永磁吸盘两种。当线圈1通电后，在铁芯2内外产生磁场，磁力线经过铁芯，空气隙和衔铁3被磁化并形成回路，衔铁受到电磁吸力F的作用被牢牢吸住。一旦断电，电磁吸力即消失，工件因此被松开。32若采用永久磁铁作为吸盘，则必须强制性取下工件。电磁吸盘图例:（3）多指灵巧手几乎人手指能完成的各种复杂动作它都能模仿,诸如拧螺钉等动作。在手部配置触觉、力觉、视觉、温度传感器,将会使多指灵巧手达到更完美的程度。多指灵巧手的应用