2.2機器人驅(qū)動機構(gòu)ppt課件.ppt

1、2.7 機器人的驅(qū)動機構(gòu),驅(qū)動裝置是為機器人的運動提供動力源,驅(qū)動方式 液壓式 氣動式 電動式 驅(qū)動機構(gòu) 直線驅(qū)動機構(gòu) 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu),1,液壓驅(qū)動（優(yōu)點） 驅(qū)動用壓力為0.514MPa，產(chǎn)生的驅(qū)動力大 結(jié)構(gòu)簡單，體積小，剛度好 由于液體的不可壓縮性，定位精度比氣壓驅(qū)動高，工作平穩(wěn)，可實現(xiàn)任意位置的停止 液壓傳動中，力、速度和方向容易調(diào)整和控制 液壓驅(qū)動平穩(wěn)，可以實現(xiàn)頻繁的變速與換向 采用油液做介質(zhì)，能防銹和自潤滑，機械效率高，使用壽命長,一、驅(qū)動方式 1、液壓驅(qū)動,2,液壓驅(qū)動（缺點） 油液的年度會隨溫度變化，高溫易引起燃燒爆炸等危險 液體的泄漏難克服，要求液壓元件性能高，故液壓驅(qū)動價格貴 要

2、求供油系統(tǒng)，而且電液伺服系統(tǒng)對液壓油的清潔度有較高要求，水、氣泡等雜質(zhì)避免 不適合高、低溫場合，故液壓驅(qū)動目前多用于特大功率的機器人系統(tǒng)。,3,4,氣壓驅(qū)動 氣壓驅(qū)動在工業(yè)機器人中用得較多。使用的壓力通常在0.40.6MPa，最高達(dá)1Mpa，氣壓驅(qū)動的主要優(yōu)點是： 快速性好。這是因為壓縮空氣的粘性小。 氣源方便，一般工廠都有壓縮空氣站供應(yīng)壓縮空氣 廢氣可直接排入大氣，不會造成污染，所以比液壓驅(qū)動干凈。 通過調(diào)節(jié)氣量可實現(xiàn)無級變速。,2、氣壓驅(qū)動,5,氣壓驅(qū)動 由于空氣的可壓縮性，氣壓驅(qū)動系統(tǒng)具有緩沖作用 結(jié)構(gòu)簡單，易于保養(yǎng)，成本低。 由于工作壓力低，所以功率質(zhì)量比小，裝置體積大 基于氣體的可壓

3、縮性，氣壓驅(qū)動很難保證較高的定位精度 使用后的壓縮空氣向大氣排放時，會產(chǎn)生噪聲 壓縮空氣含冷凝水，使得氣壓系統(tǒng)易銹蝕。在低溫下由于冷凝水結(jié)冰，有可能啟動困難,6,但與液壓驅(qū)動器相比，功率較小，剛度差，噪音大，速度不易控制，所以多用于精度不高的點位控制機器人。,7,電動機驅(qū)動是利用各種電動機產(chǎn)生的力矩和力直接或經(jīng)過機械傳動機構(gòu)去驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，以獲得機器人的各種運動。 可分為普通交、直流電機驅(qū)動、交、直流伺服電機驅(qū)動、步進電機驅(qū)動等,電動驅(qū)動器的能源簡單，速度變化范圍大，效率高，速度和位置精度都很高。 但多與減速裝置相聯(lián)，直接驅(qū)動比較困難。 電刷易磨損，且易形成火花，且成本較高,3、電動機驅(qū)動,8

4、,9,普通電機驅(qū)動 在一些定位精度要求不高的機器人中，直流電機能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速，但直流電源價格較高。另外，由于普通電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量較大，反應(yīng)靈敏性不如同功率的液壓馬達(dá)及交、直流伺服電機快。,10,直流伺服電機驅(qū)動： 直流伺服電機可分有刷及無刷兩種。其優(yōu)點是動態(tài)特性好，它的體積小、出力大、效率高、速度可以任意選擇，可以在很寬的速度范圍內(nèi)保持高的效率。有刷伺服電機的缺點是因電劇的機械接觸點的聯(lián)接產(chǎn)生電火花，在易燃介質(zhì)下容易引起事故，并且電刷的摩擦、磨損帶來了維護和壽命的問題。 直流電機常用于機器人中，詳細(xì)第五章,11,直流伺服電機有很多優(yōu)點，但它的隨著技術(shù)的進步，近年來交流伺服電機正逐漸取代直流

5、伺服電機而成為機器人的主要驅(qū)動器。 步進電機驅(qū)動多為開環(huán)控制，控制簡單但功率不大，多用于低精度小功率機器人系統(tǒng)。,12,其它驅(qū)動器 作為特殊的驅(qū)動裝置，有壓電晶體、形狀記憶合金、,13,在機器人機械系統(tǒng)中，驅(qū)動器通過聯(lián)軸器帶動傳動裝置(一般為減速器)，再通過關(guān)節(jié)軸帶動桿件運動。 機器人一般有兩種運動關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和移(直)動關(guān)節(jié)。 為了進行位置和速度控制，驅(qū)動系統(tǒng)中還包括位置和速度檢測元件。檢測元件類型很多，但都要求有合適的精度、連接方式以及有利于控制的輸出方式。對于伺服電機驅(qū)動，檢測元件常與電機直接相聯(lián)；對于液壓驅(qū)動，則常通過聯(lián)軸器或銷軸與被驅(qū)動的桿件相聯(lián)。,14,1碼盤； 2 測速機； 3

6、電機； 4 聯(lián)軸器； 5 傳動裝置； 6 轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)； 7 桿,8 電機； 9 聯(lián)軸器； 10 螺旋副； 11 移動關(guān)節(jié)； 12 電位器 (或光柵尺),15,驅(qū)動器的選擇應(yīng)以作業(yè)要求、生產(chǎn)環(huán)境為先決條件，以價格高低、技術(shù)水平為評價標(biāo)準(zhǔn)。一般說來，目前負(fù)荷為100 kg以下的,可優(yōu)先考慮電動驅(qū)動器；只須點位控制且功率較小者，可采用氣動驅(qū)動器；負(fù)荷較大或機器人周圍已有液壓源的場合，可采用液壓驅(qū)動器。 對于驅(qū)動器來說，最重要的是要求起動力矩大，調(diào)速范圍寬，慣量小，尺寸小，同時還要有性能好的、與之配套的數(shù)字控制系統(tǒng)。,16,二、驅(qū)動機構(gòu),旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸強度高、摩擦小、可靠性好在結(jié)構(gòu)中盡量使用，但在行走關(guān)節(jié)中使用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動實現(xiàn)關(guān)節(jié)伸縮缺點： &高速運動時，關(guān)節(jié)伸縮的加速度可能產(chǎn)生振動。 &為了增加著地點的靈活性，必須要加直線驅(qū)動。,1、直線驅(qū)動機構(gòu) 由氣缸或液壓缸和活塞產(chǎn)生，也可以用齒輪齒條、絲杠、螺母等傳動方式把旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動。,2、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu) 電動機傳動裝置,17