《機(jī)械臂智能控制》 課件 任務(wù)1 探索千姿百態(tài)的機(jī)器人-1.3 機(jī)械臂構(gòu)型

探索千姿百態(tài)的機(jī)器人CONTENTS目錄1.機(jī)器人概覽2.機(jī)器人的組成3.機(jī)械臂構(gòu)型4.機(jī)器人仿真3.機(jī)械臂構(gòu)型3.1機(jī)械臂構(gòu)型——笛卡爾機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型二維笛卡兒空間三維笛卡兒空間機(jī)器人中的xyz坐標(biāo)系和右手定則旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向3.1機(jī)械臂構(gòu)型——笛卡爾機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型關(guān)節(jié)1到關(guān)節(jié)3都是移動(dòng)軸，且相互垂直，分別對(duì)應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的X,Y,Z三軸。三個(gè)關(guān)節(jié)相互獨(dú)立，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)單。占用空間大，靈活度低3.2機(jī)械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型通常由兩個(gè)肩關(guān)節(jié)J1和J2。一個(gè)肘關(guān)節(jié)J3。以及1~3個(gè)位于操作臂末端的腕關(guān)節(jié)(J4,J5,J6)組成。靈活度高，精度高，占用空間小，可應(yīng)用于工作空間較小的場(chǎng)合。適應(yīng)性受限（工作空間不規(guī)則，存在空間內(nèi)位置不可達(dá)的奇異點(diǎn)），維護(hù)成本和價(jià)格較高。3.2機(jī)械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型通常由兩個(gè)肩關(guān)節(jié)J1和J2。一個(gè)肘關(guān)節(jié)J3。以及1~3個(gè)位于操作臂末端的腕關(guān)節(jié)(J4,J5,J6)組成。靈活度高，精度高，占用空間小，可應(yīng)用于工作空間較小的場(chǎng)合。適應(yīng)性受限（工作空間不規(guī)則，存在空間內(nèi)位置不可達(dá)的奇異點(diǎn)），維護(hù)成本和價(jià)格較高。3.2機(jī)械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型舉例：UR機(jī)械臂——工作區(qū)空間UR機(jī)械臂的工作空間是球形的，它用兩個(gè)同心圓表示，一個(gè)較小的標(biāo)記為“推薦范圍”，一個(gè)稍大的標(biāo)記為“最大值”。在工作空間的中心，在基礎(chǔ)接頭的正上方和下方有一個(gè)柱子，柱子會(huì)限制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。3.2機(jī)械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型舉例：UR機(jī)械臂——外部工作區(qū)限制在推薦的到達(dá)范圍內(nèi)（以藍(lán)色表示），機(jī)器人可以將工具移動(dòng)到幾乎任何方向的任何位置。在推薦范圍之外的區(qū)域內(nèi)工作但仍在最大工作區(qū)域內(nèi)（以灰色表示）時(shí)，大多數(shù)位置都可以到達(dá)，但是對(duì)工具方向有限制，因?yàn)樵谀承┣闆r下機(jī)器人在物理上無法達(dá)到足夠遠(yuǎn)的距離。【怎么避免】將設(shè)備安排在機(jī)器人周圍選擇臂展更長(zhǎng)的UR機(jī)器人。3.2機(jī)械臂構(gòu)型——鉸接/關(guān)節(jié)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型舉例：UR機(jī)械臂——內(nèi)部工作區(qū)限制建議避免機(jī)器人基座正上方和下方的柱子中的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)（在下面的動(dòng)畫中以灰色表示），因?yàn)橛捎陉P(guān)節(jié)在機(jī)器人手臂上的布局方式，許多位置/方向?qū)⒃谖锢砩蠠o法到達(dá)。您可能會(huì)遇到在此圓柱體外部空間中執(zhí)行線性運(yùn)動(dòng)的問題（以橙色表示），因?yàn)橄鄬?duì)較慢的工具速度需要基礎(chǔ)接頭的非常高的旋轉(zhuǎn)速度，從而使一些工具運(yùn)動(dòng)無法實(shí)現(xiàn)或不安全?！驹趺幢苊狻坎辉谥行膱A柱體中或靠近中心圓柱體工作盡量采用關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)MoveJ、不要采用直線運(yùn)動(dòng)MoveL。3.3機(jī)械臂構(gòu)型——SCARA機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型SCARA(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm,中文譯名:選擇順應(yīng)性裝配機(jī)器手臂)是一種圓柱坐標(biāo)型的特殊類型的工業(yè)機(jī)器人。也稱作：水平關(guān)節(jié)型機(jī)器人。SCARA機(jī)器人有3個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),其軸線相互平行,在平面內(nèi)進(jìn)行定位和定向。另一個(gè)關(guān)節(jié)是移動(dòng)關(guān)節(jié),用于完成末端件在垂直于平面的運(yùn)動(dòng)。這類機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)輕便、響應(yīng)快?？杀纫话汴P(guān)節(jié)式機(jī)械臂快數(shù)倍。載重小3.3機(jī)械臂構(gòu)型——SCARA機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型SCARA機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)輕便、響應(yīng)快。比一般關(guān)節(jié)式機(jī)器人快數(shù)倍。一般用于不僅要求精度高，而且要求速度快的輕小型負(fù)載領(lǐng)域，

例如：消費(fèi)類電子、汽車零部件、塑料、食品飲料和實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的眾多行業(yè)，

參與高速準(zhǔn)確的拾取、放置、組裝、測(cè)試檢驗(yàn)和包裝等操作工藝。3.4機(jī)械臂構(gòu)型——球面坐標(biāo)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型與鉸接型操作臂有很多相似之處，但是用移動(dòng)關(guān)節(jié)代替了肘關(guān)節(jié)。這種設(shè)計(jì)在某些場(chǎng)合比鉸接型操作臂更加適用。移動(dòng)連桿可以伸縮，縮回時(shí)，甚至可以從后面伸出。3.5機(jī)械臂構(gòu)型——圓柱面坐標(biāo)型機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型圓柱面坐標(biāo)型操作臂由一個(gè)使手臂豎直運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)帶有豎直軸的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成，另一個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的軸正交，還有一個(gè)某種形式的腕關(guān)節(jié)。3.6機(jī)械臂構(gòu)型——Delta機(jī)械臂機(jī)械臂構(gòu)型Delta機(jī)器人是典型的空間三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)精密、緊湊，驅(qū)動(dòng)部分均布于固定平臺(tái)，這些特點(diǎn)使它具有如下特性：Delta機(jī)器人承載能力