机器人的基础知识.ppt

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1、工业机器人应用技术模块二机器人的基础知识机器人的基本属于与图形符号1机器人的主要技术参数2机器人的举例分析3机器人的工作原理与应用技术4本模块主要介绍机器人的基础知识，包括机器人的基本术语与各类图形符号，机器人的主要技术参数等，并介绍了几种实际产品的技术规格和机构简图。单元提要学习完本模块的内容后，学生应熟练掌握机器人的基本术语和各类图形符号的含义；能够读懂并解释机器人技术规格书的内容，能够熟练绘制出机器人机构简图和各种机械结构的运动简图；掌握运动学和动力学的基本问题，理解机器人的位置与变量的关系，了解运动学

2、、静力学和动力学的一般表示方法，能用上述所学解释机器人的位置、姿态和运动的关系。学习要求学习单元一机器人的基本术语与图形符号一、机器人的基本术语关节（joint）即运动副，是允许机器人手臂各零件之间发生相对运动的机构，是两构件直接接触并能产生相对运动的活动连接，如图2-1所示。A、B两部件可以做互动连接。图1-13不同坐标结构的机器人1.关节高副(higherpair)机构简称高副，指的是运动机构的两构件通过点或线的接触而构成的运动副。例如，齿轮副和凸轮副就属于高副机构。平面高副机构拥有两个自由度，即相对接触

3、面切线方向的移动和相对接触点的转动。相对而言，通过面的接触而构成的运动副称为低副机构。一、机器人的基本术语一、机器人的基本术语1）回转关节回转关节又称回转副、旋转关节，是使连接两杆件的组件中的一件相对于另一件绕固定轴线转动的关节，两个构件之间只做相对转动的运动副，如手臂与机座、手臂与手腕，并实现相对回转或摆动。回转关节由驱动器、回转轴和轴承组成。多数电动机能直接产生旋转运动，但常需各种齿轮、链、带传动或其他减速装置，以获取较大的转矩。一、机器人的基本术语移动关节又称移动副、滑动关节、棱柱关节，是使连接两杆件的

4、组件中的一件相对于另一件做直线运动的关节，两个构件之间只做相对移动。它采用直线驱动方式传递运动，包括直角坐标结构的驱动、圆柱坐标结构的径向驱动和垂直升降驱动极坐标结构的径向伸缩驱动。2）移动关节一、机器人的基本术语圆柱关节又称回转移动副、分布关节，是使连接两杆件的组件中的一件相对于另一件移动或绕一个移动轴线转动的关节，两个构件之间除了做相对转动之外，还同时可以做相对移动。3）圆柱关节一、机器人的基本术语4）球关节一、机器人的基本术语2.连杆连杆（link）指机器人手臂上被相邻两关节分开的部分，是保持各关节间固

5、定关系的刚体，是机械连杆机构中，两端分别与主动和从动构件铰接，以传递运动和力的杆件。例如，在往复活塞式动力机械和压缩机中，用连杆来连接活塞与曲柄。连杆多为钢件，其主体部分的截面多为圆形或工字形，两端有孔，孔内装有青铜衬套或滚针轴承，供装入轴销而构成铰接。连杆是机器人中的重要部件，它连接着关节，其作用是将一种运动形式转变为另一种运动形式，并把作用在主动构件上的力传给从动构件，以输出功率。一、机器人的基本术语3.刚度刚度（stiffness）是机器人机身或臂部在外力作用下抵抗变形的能力。它是用外力和在外力作用方向

6、上的变形量（位移）之比来度量的。在弹性范围内，刚度是零件载荷与位移成正比的比例系数，即引起单位位移所需的力。刚度的倒数称为柔度，即单位力引起的位移。刚度可分为静刚度和动刚度。在任何力的作用下，体积和形状都不发生改变的物体称为刚体(rigidbody)。在物理学中，理想的刚体是一个固体的、尺寸值有限的、形变可以被忽略的物体。不论是否受力，在刚体内任意两点间的距离都不会改变。在运动中，刚体上任意—条直线在各个时刻的位置都保持平行。一、机器人的基本术语1.运动副的图形符号二、机器人的图形符号体系二、机器人的图形符号

7、体系2.基本运动的图形符号二、机器人的图形符号体系2.基本运动的图形符号二、机器人的图形符号体系3.运动机能的图形符号二、机器人的图形符号体系二、机器人的图形符号体系二、机器人的图形符号体系4.运动机构的图形符号二、机器人的图形符号体系三、机器人的图形符号表示机器人的机构简图是描述机器人组成机构的直观图形表达形式，可以将机器人的各个运动部件用简便的符号和图形表达出来，此图可用上述图形符号体系中的文字与代号表示。5.4种坐标机器人的机构简图图2-24种坐标机器人的机构简图2.机器人运动原理图机器人运动原理图是描

8、述机器人运动的直观图形表达形式，是将机器人的运动功能原理用简便的符号和图形表达出来，此图可用上述图形符号体系中的文字与代号表示。机器人运动原理图是建立机器人坐标系、运动和动力方程式、设计机器人传动原理图的基础，也是在学习使用机器人最有效的工具。三、机器人的图形符号表示由图可见，机构运动示意图可以简化为机构运动原理图，以明确主要因素。图2-3PUMA-262机器人的机构运动示意图和机构运动原理图三、机