第3章 工业机器人的机械系统

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1、目录第一章工业机器人概论第二章工业机器人的数学基础第三章工业机器人的机械系统第四章工业机器人的动力系统第五章工业机器人的感知系统第六章工业机器人的控制系统第七章工业机器人编程与调试工业机器人技术基础第3章工业机器人的机械系统主要内容3.1工业机器人的机座（了解）3.2工业机器人的臂部（了解）3.3工业机器人的腕部（了解）3.4工业机器人的末端执行器（了解）3.5工业机器人的传动机构（了解）工业机器人技术基础工业机器人的机械系统概述机器人的机械系统由机座、臂部、腕部、手部或末端执行器组成，如图3-1所示。机器人为了完成工作

2、任务，必须配置操作执行机构，这个操作执行机构相当于人的手部，有时也称为手爪或末端执行器。而连接手部和手臂的部分相当于人的手腕，叫做腕部，作用是改变末端执行器的空间方向和将载荷传递到臂部。第3章工业机器人的机械系统工业机器人技术基础臂部连接机身和腕部，主要作用是改变手部的空间位置，满足机器人的作业空间，并将各种载荷传递到机身。机座是机器人的基础部分，它起着支承作用，对固定式机器人，直接固定在地面基础上；对移动式机器人，则安装在行走机构上。3.1工业机器人的机座工业机器人技术基础机器人必须安装在的基础机座上。工业机器人机座有

3、固定式和行走式两种。固定式机器人的机座直接接地安装，也可以固定在机身上；机座往往与机身做成一体，机身与臂部相连，机身支承臂部，臂部又支承腕部和手部。机座主要有两种类型：1.机座固定式2.机座移动式第3章工业机器人的机械系统3.1工业机器人的机座工业机器人技术基础3.1.1机座固定式固定的机座结构比较简单。固定机器人的安装方法分为直接地面安装、架台安装和底板安装三种形式。1.机器人机座直接安装在地面上时，是将底板埋入混凝土中或用地脚螺栓固定。底板要求尽可能稳固以经受得住机器人手臂出来的反作用力。底板与机器人机座用高强度螺栓

4、联接。2.机器人架台安装在地面上时，此与机器人机座直接安装在地面上的要领基本相同。机器人机座与台架用高强度螺栓固定联接，台架与底板用高强度螺栓固定联接。3.机器人机座用底板安装在地面上时，用螺栓孔安装底板在混凝土地面或钢板上。机器人机座与底板用高强度螺栓固定联接。第3章工业机器人的机械系统3.1工业机器人的机座工业机器人技术基础3.1.2机座移动式机座移动式，则满足了机器人可行走，移动式机座即又充当了机器人的行走机构，它行走机器人的重要执行部件，它由驱动装置、传动机构、位置检测元件、传感器、电缆及管路等组成。它一方面支承

5、机器人的机身、臂部和手部；另一方面带动机器人按照工作任务的要求进行运动。机器人的行走机构按运动轨迹分为固定轨迹式行走机构和无固定轨迹式行走机构。第3章工业机器人的机械系统3.1工业机器人的机座工业机器人技术基础3.1.2机座移动式1.固定轨迹式行走机构固定轨迹式工业机器人的机身底座安装在一个可移动的拖板座上，靠丝杠螺母驱动，整个机器人沿丝杠纵向移动。这类机器人除了采用这种直线驱动方式外，有时也采用类似起重机梁行走方式等。这种可移动机器人主要用在作业区域大的场合，比如大型设备装配，立体化仓库中的材料搬运、材料堆垛和储运、大

6、面积喷涂等。2.无固定轨迹式行走机构一般而言，无固定轨迹式行走机构主要有车轮式行走机构、履带式行走机构、足式行走机构。此外，还有适合于各种特殊的场合的步进式行走机构、蠕动式行走机构、混合式行走机构和蛇行式行走机构等。下面主要介绍车轮式行走机构、履带式行走机构和足式行走机构。第3章工业机器人的机械系统3.1工业机器人的机座工业机器人技术基础3.轮式行走机构轮式行走机器人是机器人中应用最多的一种，主要行走在平坦的地面上。车轮的形状和结构形式取决于地面的性质和车辆的承载能力。在轨道上运行的多采用实心钢轮，室外路面行驶多采用充气

7、轮胎，室内平坦地面上的可采用实心轮胎。1.车轮的配置和转向机构车轮行走机构依据车轮的多少分为一轮、二轮、三轮、四轮以及多轮。行走机构在实现上的主要障碍是稳定性问题，实际应用的车轮式行走机构多为三轮和四轮。（1）三轮行走机构三轮行走机构具有一定的稳定性，代表性的车轮配置方式是一个前轮，两个后轮，如图3-2所示，图3-2a是两个后轮独立驱动，前轮仅起支承作用，靠后轮转向；图3-2b则是采用前轮驱动，前轮转向的方式；图3-2C为利用两后轮差动减速器减速，前轮转向的方式。第3章工业机器人的机械系统3.1工业机器人的机座工业机器人

8、技术基础3.轮式行走机构（1）三轮行走机构三轮行走机构具有一定的稳定性，代表性的车轮配置方式是一个前轮，两个后轮，如图3-2所示，图3-2a是两个后轮独立驱动，前轮仅起支承作用，靠后轮转向；图3-2b则是采用前轮驱动，前轮转向的方式；图3-2C为利用两后轮差动减速器减速，前轮转向的方式。第3章工业机器人的机械系统3.