ch080機(jī)器人機(jī)構(gòu).ppt

第八章 機(jī)器人機(jī)構(gòu),第一節(jié) 概述 第二節(jié) 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu) 第三節(jié) 并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu),第一節(jié) 概 述,一、機(jī)器人和機(jī)器人機(jī)構(gòu),機(jī)器人是一種可編程的、能執(zhí)行某些操作或移動(dòng)作業(yè)的自動(dòng)控制的機(jī)械。,ISO定義：A robot is a machine which can be programmed to perform some tasks which involve manipulative or locomotive actions under automatic control 。,串聯(lián)機(jī)器人: 由機(jī)座、機(jī)身、臂部(大臂和小臂)、腕部和手部構(gòu)成。,是一種多自由度、多桿的、開(kāi)鏈型空間機(jī)構(gòu),第一節(jié) 概 述,二機(jī)器人應(yīng)用及其前景展望,柔性制造系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)； 微電子及制藥業(yè)中； 軍事、礦冶、核電工業(yè)和排險(xiǎn)救災(zāi)； 惡劣環(huán)境下的工作；,應(yīng)用：,前景：,辦公用機(jī)器人； 醫(yī)療機(jī)器人； 康復(fù)機(jī)器人； 家務(wù)勞動(dòng)機(jī)器人；,第二節(jié) 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu),一、開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析,1、機(jī)器人操作器,具有和人手臂相似的動(dòng)作功能，可在空間抓放物體或進(jìn)行其它操作的裝置。,2、機(jī)器人操作器的組成,組成：機(jī)身、臂部、腕部和手部（末端執(zhí)行器）等。,3、 機(jī)器人操作器的自由度,每個(gè)關(guān)節(jié)具有一個(gè)自由度，,機(jī)構(gòu)的自由度等于關(guān)節(jié)數(shù)。,該機(jī)構(gòu)具有6個(gè)自由度,4、 機(jī)器人操作器的結(jié)構(gòu)分類(lèi),直角坐標(biāo)型,特點(diǎn)： 三個(gè)基本關(guān)節(jié)均為移動(dòng)關(guān)節(jié)。 運(yùn)動(dòng)圖形：長(zhǎng)方體 占據(jù)空間大，相應(yīng)的工作范圍小 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)直觀性強(qiáng)，便于實(shí)現(xiàn)高精度。,4、 機(jī)器人操作器的結(jié)構(gòu)分類(lèi),圓柱坐標(biāo)型,三個(gè)基本關(guān)節(jié)： 2個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)， 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié) 工作空間：空心圓柱體 優(yōu)點(diǎn)：占據(jù)空間較小，結(jié)構(gòu)緊湊，工作范圍大。 缺點(diǎn)：受升降機(jī)構(gòu)的限制，一般不能提升地面或較低位置的工件。,4、 機(jī)器人操作器的結(jié)構(gòu)分類(lèi),球坐標(biāo)型,三個(gè)基本關(guān)節(jié)： 2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)， 個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié) 工作空間：空心球體 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，工作范圍大，能完成地面提取工件的任務(wù)。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。,4、機(jī)器人操作器的結(jié)構(gòu)分類(lèi),多關(guān)節(jié)型,三個(gè)基本關(guān)節(jié)均為轉(zhuǎn)動(dòng)型。 工作空間：復(fù)雜的幾何形體 優(yōu)點(diǎn)：占據(jù)空間最小，工作范圍最大，動(dòng)作靈活。 缺點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)控制較復(fù)雜。 應(yīng)用：焊接、裝配等復(fù)雜操作。,二、開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析,開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的主要內(nèi)容 (1). 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù) 。 末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài) 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù) (2). 開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析主要問(wèn)題 正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題 反向運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 工作空間問(wèn)題,已知關(guān)節(jié)參數(shù)，求解位置和姿態(tài)坐標(biāo)。,2 平面兩連桿關(guān)節(jié)型操作器的運(yùn)動(dòng)分析,1）正向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題,（1）位移分析,姿態(tài)角：,二、開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析,2）反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題,已知操作器臂端B的位置，求關(guān)節(jié)參數(shù)。,（1）位移分析,二、開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析,2）反向運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題,（1）位移分析,0o180o,3）工作空間：,二、開(kāi)式鏈機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析,第三節(jié)、并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu),優(yōu)點(diǎn)：剛度大、承載能力強(qiáng)、誤