機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)要點(diǎn)

.機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)重點(diǎn)第一章：緒論機(jī)器人分類(lèi)：按開(kāi)發(fā)內(nèi)容與應(yīng)用分為工業(yè)機(jī)器人，操控型機(jī)器人，智能機(jī)器人；按發(fā)展程度分為第一代，第二代和第三代機(jī)器人；按性能指標(biāo)分為超大型，大型。中型。小型和超小型機(jī)器人；按結(jié)構(gòu)形式分為直角坐標(biāo)型機(jī)器人，圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人，球坐標(biāo)型機(jī)器人和關(guān)節(jié)坐標(biāo)型機(jī)器人；按控制方式分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制；按驅(qū)動(dòng)方式分為氣力驅(qū)動(dòng)式，液力驅(qū)動(dòng)式和電力驅(qū)動(dòng)式。按機(jī)座可動(dòng)分類(lèi)分為固定式和搬動(dòng)式。機(jī)器人的組成：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)，感知系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)，人機(jī)交互系統(tǒng)。機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)：自由度：是指機(jī)器人所擁有的獨(dú)立坐標(biāo)軸的數(shù)量；精度：主要依存于機(jī)械偏差，控制算法偏差與分辨率系統(tǒng)偏差；重復(fù)定位精度；是關(guān)于精度的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；工作范圍：指的是機(jī)器人手臂尾端或手段中心所能達(dá)到的全部店的會(huì)集；最大工作速度：不同樣廠家定義不同樣，平時(shí)在技術(shù)參數(shù)中加以說(shuō)明；承載能力：指的是機(jī)器人在工作范圍內(nèi)的任何位姿上所能承受的最大質(zhì)量。第二章：機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)機(jī)器人本體基本結(jié)構(gòu)：傳動(dòng)部件，機(jī)身及行走機(jī)構(gòu)，臂部，腕部，手部。機(jī)器人本體資料的選擇：強(qiáng)度高，彈性模量大，質(zhì)量輕，阻尼大，經(jīng)濟(jì)性好。機(jī)身設(shè)計(jì)要注意的問(wèn)題：剛度和強(qiáng)度大；動(dòng)靈便，導(dǎo)套不宜很短，防備卡死；驅(qū)動(dòng)方式適合；結(jié)構(gòu)部署合理。臂部的基本形式：機(jī)器人的手臂由大臂，小臂所組成，手臂的驅(qū)動(dòng)方式主要有液壓驅(qū)動(dòng)，氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)幾種形式，此中電動(dòng)驅(qū)動(dòng)最為通用；臂部的典型機(jī)構(gòu)有臂部伸縮機(jī)構(gòu)，手臂俯仰運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，手臂展轉(zhuǎn)與起落機(jī)構(gòu)。臂部設(shè)計(jì)需要的注意的問(wèn)題：足夠的承載能力；剛度高；導(dǎo)向性能好，運(yùn)動(dòng)迅速，靈便，平穩(wěn)，定位精度高；重量輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣性?。缓侠碓O(shè)計(jì)與腕部和機(jī)身的連接部位。機(jī)器人的平穩(wěn)性和臂桿平衡方法：機(jī)身和臂部的運(yùn)動(dòng)很多，質(zhì)量較大，若是運(yùn)動(dòng)速度和負(fù)載游較大，當(dāng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化時(shí)，將產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。這將僅影響機(jī)器人的精確定位，甚至?xí)蛊洳荒軌蛘＿\(yùn)行。為了提升工作瓶蚊香，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采納有效的緩沖裝置吸取能量，進(jìn)而減少能量產(chǎn)生的；注意事項(xiàng)：要求機(jī)身和臂部運(yùn)動(dòng)部件緊湊，質(zhì)量輕，以減少慣性力；運(yùn)動(dòng)部件各部分的質(zhì)量對(duì)轉(zhuǎn)軸或支承的散布狀況，即中心的部署；平衡方法：質(zhì)量平衡方法，彈簧平衡方法，氣動(dòng)和液壓平衡方法。7腕部結(jié)構(gòu)的基本形式：按驅(qū)動(dòng)方式分為直接驅(qū)動(dòng)和遠(yuǎn)程驅(qū)動(dòng)；按轉(zhuǎn)動(dòng)特色分為可編寫(xiě).滾轉(zhuǎn)和彎轉(zhuǎn)8.BBR手段：由兩個(gè)B自由度旋轉(zhuǎn)和一個(gè)R旋轉(zhuǎn)組成的手段；RRR型手段：由三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度R組成的手段，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距傳動(dòng)，制造簡(jiǎn)單，融化條件好，機(jī)械效率高，應(yīng)用較寬泛。腕部的典型結(jié)構(gòu)：?jiǎn)巫杂啥日罐D(zhuǎn)運(yùn)著手段，二自由度手段(雙展轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動(dòng)和齒輪傳動(dòng))；三自由度手段(液壓直接驅(qū)動(dòng)和齒輪鏈條傳動(dòng))腕部設(shè)計(jì)需注意的問(wèn)題：結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕；動(dòng)作靈便平穩(wěn)，定位精度高；強(qiáng)度剛度高；合理設(shè)計(jì)與臂和手部連接部位以及傳感器和驅(qū)動(dòng)裝置的布局與安裝。機(jī)器人手部特色：手部與手段相連處可拆卸；手部是機(jī)器人尾端執(zhí)行器；通用性比較差；是獨(dú)立部件；分類(lèi)：按用途分為手爪，工具關(guān)節(jié)：機(jī)器人中連接運(yùn)動(dòng)部分的機(jī)構(gòu)，分為搬動(dòng)關(guān)節(jié)和轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)13.機(jī)器人傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：泳衣把驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)傳達(dá)到關(guān)節(jié)和動(dòng)作部位；常用機(jī)構(gòu)有齒輪傳動(dòng)，螺旋傳動(dòng)，帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)，繩傳動(dòng)和鋼帶傳動(dòng)，連桿機(jī)構(gòu)和凸輪傳動(dòng)，流體傳動(dòng)。傳動(dòng)件的定位：電氣開(kāi)關(guān)定位，機(jī)械擋塊定位，伺服定位；消隙：消隙齒輪：相齒合的量齒輪中有一為兩個(gè)薄齒輪的組合件，能過(guò)兩個(gè)薄齒輪的組合來(lái)消隙；柔性齒輪消隙：對(duì)擁有彈性的柔性齒輪家一預(yù)載力來(lái)保證無(wú)側(cè)隙齒合；對(duì)稱(chēng)傳動(dòng)消隙：一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的分支傳動(dòng)，而且此中有一個(gè)擁有回彈能力；獨(dú)愛(ài)計(jì)構(gòu)消隙：當(dāng)有齒輪磨損等原由造成傳動(dòng)縫隙增添時(shí)，利用中心距調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整中心距；齒廓彈性覆層消隙：齒輪表面覆游薄薄一層彈性很好的橡膠層或壓層資料，經(jīng)過(guò)對(duì)相齒合一對(duì)齒輪加以預(yù)載，來(lái)完整除掉齒合側(cè)隙。諧波傳動(dòng)的特色：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕；傳動(dòng)比大；同時(shí)嚙合的齒數(shù)多；承載能力大；運(yùn)動(dòng)精度高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)沖擊，噪聲??；齒側(cè)縫隙能夠調(diào)整；傳動(dòng)效率高；可實(shí)現(xiàn)向密閉空間傳達(dá)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力；可實(shí)現(xiàn)高增速運(yùn)動(dòng)；同軸性好；方便的實(shí)現(xiàn)差速傳動(dòng)；長(zhǎng)處：尺寸小，慣量低；由于偏差均布在多個(gè)嚙合點(diǎn)上，傳動(dòng)精度高；由于預(yù)載嚙合傳動(dòng)側(cè)隙特別?。挥捎诙帻X嚙合傳動(dòng)擁有高阻尼特點(diǎn)；缺點(diǎn)：易發(fā)生疲倦損壞；起動(dòng)力矩大。最近幾年來(lái)諧波齒輪傳動(dòng)技術(shù)獲得了迅速的發(fā)展。16.何謂起落立柱降落不卡死條件？立柱導(dǎo)套為何要有必然的長(zhǎng)度？(1)當(dāng)起落立柱的著重力矩過(guò)大時(shí)，若是依靠自重降落，立柱可能卡死在導(dǎo)套內(nèi)；當(dāng)h>2fL時(shí)立柱依靠自重降落就不會(huì)引起卡死現(xiàn)象。（2）要使起落立柱在導(dǎo)套內(nèi)降落自由，臂部總重量W一定大于導(dǎo)套與立柱之間的摩擦力Fm1及Fm2，所以起落立柱依靠自重降落而不引起卡死的條件為L(zhǎng)W>Fm1Fm12FNlf2Wf即h>2fL式中：h為導(dǎo)套的長(zhǎng)度(m)；f為導(dǎo)套與立柱之間的摩擦系數(shù)，f=0.015～0.1，可編寫(xiě).一般取較大值；L為著重力臂(m)。第四章：機(jī)器人動(dòng)力學(xué)1.機(jī)器人雅可比：在機(jī)器人學(xué)中，雅可比是一個(gè)把關(guān)節(jié)速度矢量q變換為手爪相對(duì)基坐標(biāo)的廣義速度矢量v的變換矩陣。拉格朗日方程建立機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程：采納齊次變換的方法，用拉格朗日方程建立機(jī)器人連桿系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)機(jī)器人連桿系統(tǒng)位姿和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行描述。步驟為：(1)計(jì)算任一連桿上任一點(diǎn)的速度；(2)計(jì)算各連桿的動(dòng)能和機(jī)器人的總動(dòng)能；(3)計(jì)算各連桿的勢(shì)能和機(jī)器人的總勢(shì)能；(4)建立機(jī)器人系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù)；(5)對(duì)拉格朗日函數(shù)求導(dǎo)，獲得動(dòng)力學(xué)方程式。機(jī)器人穩(wěn)態(tài)吻合研究?jī)?nèi)容：靜力和力矩表示法；不同樣坐標(biāo)系間靜負(fù)荷的變換；確立機(jī)器人靜態(tài)關(guān)節(jié)力矩；由關(guān)節(jié)力矩確立機(jī)器人所載物體的質(zhì)量。第五章：機(jī)器人軌跡規(guī)劃?rùn)C(jī)器人軌跡：泛指工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，即運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的唯一，速度和加速度軌跡生成的方式：示教-再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)；關(guān)節(jié)空間運(yùn)動(dòng)；空間直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；空間曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。軌跡規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題：(1)對(duì)工作對(duì)象及作業(yè)進(jìn)行描，用示教剛發(fā)給出軌跡上的若干個(gè)結(jié)點(diǎn)；（2）用一條軌跡經(jīng)過(guò)或迫近結(jié)點(diǎn)，此軌跡可按必然的原則優(yōu)化，如加速度圓滑獲得直角空間的位移時(shí)間函數(shù)X(t)或關(guān)節(jié)空間的位移時(shí)間函數(shù)q(t)，在結(jié)點(diǎn)之間怎樣進(jìn)行時(shí)間插補(bǔ)，即依據(jù)軌跡表達(dá)式在每一個(gè)采樣周期實(shí)時(shí)計(jì)算軌跡上點(diǎn)的位姿和各關(guān)節(jié)變值量；(3)以上生成的軌跡是機(jī)器人地址控制的給定值，能夠據(jù)此并依據(jù)機(jī)器人的動(dòng)向參數(shù)設(shè)計(jì)必然的控制規(guī)律；(4)規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，尚需明確其路徑上可否存在阻擋拘束的組合。3．何謂軌跡規(guī)劃，即軌跡規(guī)劃方法：軌跡的生成一般是先給定軌跡上的若干個(gè)點(diǎn)，將其經(jīng)運(yùn)動(dòng)學(xué)反解照射到關(guān)機(jī)空間，對(duì)關(guān)節(jié)空間中的相應(yīng)點(diǎn)建立運(yùn)動(dòng)方程，爾后按這些運(yùn)動(dòng)方程對(duì)關(guān)節(jié)進(jìn)行插值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)作業(yè)空間的運(yùn)動(dòng)要求，這一過(guò)程平時(shí)稱(chēng)為軌