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1、工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)匯總第四章：工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)Ⅳ第一節(jié)概述第二節(jié)工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第三節(jié)工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械制造系統(tǒng)中的應(yīng)用4.1概述工業(yè)機(jī)器人的定義及工作原理1工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類2工業(yè)機(jī)器人的主要特性表示方法3工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法4Ⅳ4.1.1工業(yè)機(jī)器人的定義及工作原理（一）機(jī)器人的定義我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T12643——90將工業(yè)機(jī)器人定義為“是一種能自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機(jī)，能搬運(yùn)材料、工件或操持工具，用以完成各種作業(yè)”。Ⅳ（二）工業(yè)機(jī)器人的基本工作原理工業(yè)機(jī)器人的基本工作原理：通過操作機(jī)上各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)手部作業(yè)的動(dòng)作功能
2、及技術(shù)要求。工業(yè)機(jī)器人的定義及工作原理1工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類2工業(yè)機(jī)器人的主要特性表示方法3工業(yè)機(jī)器人的基本設(shè)計(jì)方法44.1概述Ⅳ4.1.2工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成：操作機(jī)、驅(qū)動(dòng)單元、控制裝置操作機(jī)是機(jī)器人的機(jī)械本體，也可稱為主機(jī)。通常由末端執(zhí)行器（又稱手部）、手腕、手臂（又可分為大臂和小臂）及機(jī)座（又稱機(jī)身或立柱）組成。驅(qū)動(dòng)單元由驅(qū)動(dòng)裝置（如電動(dòng)機(jī)、液壓或氣壓裝置）、減速器和內(nèi)部檢測(cè)元件等組成，為操作機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件提供動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)?？刂蒲b置由檢測(cè)和控制兩部分組成，用來控制驅(qū)動(dòng)單元，檢測(cè)其運(yùn)動(dòng)參數(shù)并進(jìn)行反饋。4.1.2工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類操作機(jī)由末端執(zhí)
3、行器、手腕、手臂及機(jī)座組成。Ⅳ圖4-1工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的組成1—機(jī)座2—控制裝置3—操作機(jī)4.1.2工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類Ⅳ圖4-2PUMA機(jī)器人操作機(jī)a)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖b)運(yùn)動(dòng)功能簡(jiǎn)圖4.1.2工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類Ⅳ（二）工業(yè)機(jī)器人的分類1、按機(jī)械結(jié)構(gòu)類型分類：關(guān)節(jié)型機(jī)器人、球坐標(biāo)型機(jī)器人、圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人、直角坐標(biāo)型機(jī)器人。2、按用途分類：焊接機(jī)器人、沖壓機(jī)器人、澆注機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、裝配機(jī)器人、噴漆機(jī)器人、切削加工機(jī)器人、檢測(cè)機(jī)器人等。3、按控制方式、機(jī)器人的功能水平等分類方式。4.1.2工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類圖4-3機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)類型：a)關(guān)節(jié)型b)球坐標(biāo)型c
4、)圓柱坐標(biāo)型d)直角坐標(biāo)型Ⅳ4.1.2工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類2、按用途分類：焊接機(jī)器人、裝配機(jī)器人......空間曲線焊接機(jī)器人Ⅳ4.1.2工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類3、機(jī)器人按控制方式分類Ⅳ操作型機(jī)器人能自動(dòng)控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個(gè)自由度，可固定或運(yùn)動(dòng)，用于相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)中。程控型機(jī)器人按預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機(jī)器人的機(jī)械動(dòng)作。示教再現(xiàn)型機(jī)器人通過引導(dǎo)或其它方式，先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。數(shù)控型機(jī)器人不必使機(jī)器人動(dòng)作，通過數(shù)值、語(yǔ)言等對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教，機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)。4.1.2工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類Ⅳ感覺
5、控制型機(jī)器人利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動(dòng)作。適應(yīng)控制型機(jī)器人機(jī)器人能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行動(dòng)。學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人機(jī)器人能“體會(huì)”工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。智能機(jī)器人以人工智能決定其行動(dòng)的機(jī)器人。4.1.2工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類Ⅳ雙足仿人機(jī)器人管道機(jī)器人4.1.2工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類Ⅳ排爆機(jī)器人有觸覺的水下機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人的定義及工作原理1工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類2工業(yè)機(jī)器人的主要特性表示方法3工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法44.1概述Ⅳ4.1.3工業(yè)機(jī)器人的主要特性表示方法（一）坐標(biāo)系坐標(biāo)系按右手確定（右圖）；關(guān)節(jié)坐標(biāo)系的確定（
6、下圖）；確定基準(zhǔn)狀態(tài)；關(guān)節(jié)坐標(biāo)軸軸線位置的選?。魂P(guān)節(jié)坐標(biāo)方向的選取。Ⅳ4.1.3工業(yè)機(jī)器人的主要特性表示方法Ⅳ（二）機(jī)械結(jié)構(gòu)類型用結(jié)構(gòu)坐標(biāo)形式和自由度表示。自由度是表示工業(yè)機(jī)器人動(dòng)作靈活程度的參數(shù)，以直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)表示（三）工作空間工作空間是指工業(yè)機(jī)器人正常運(yùn)行時(shí)，手腕參考點(diǎn)能在空間活動(dòng)的最大范圍。（四）其他特性用途、負(fù)載、速度、控制、分辨率等。圖4-6機(jī)器人的工作空間工業(yè)機(jī)器人的定義及工作原理1工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類2工業(yè)機(jī)器人的主要特性表示方法3工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法44.1概述Ⅳ4.1.4工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法（一）總體設(shè)計(jì)：Ⅳ1、基本技術(shù)參數(shù)的選
7、擇（額定負(fù)載、額定速度、驅(qū)動(dòng)方式、用途、作業(yè)空間、性能指標(biāo)）；2、總體方案設(shè)計(jì)（運(yùn)動(dòng)功能方案設(shè)計(jì)、傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布局方案、參數(shù)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、總體方案評(píng)價(jià)）（二）結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)裝配圖設(shè)計(jì)、零件圖設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（三）總體評(píng)價(jià)對(duì)總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)其是否能滿足所需設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求4.2工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人的手臂和機(jī)座1工業(yè)機(jī)器人的手腕2工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器3Ⅳ4.2.1工業(yè)機(jī)器人的手臂和機(jī)座工業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由機(jī)座、手臂、手腕、末端執(zhí)行器和移動(dòng)裝置組成。Ⅳ工業(yè)機(jī)器人的手臂由動(dòng)力關(guān)節(jié)和連接桿件構(gòu)成，用以支承和調(diào)整手腕和
