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注册送18机器人本体结构

作者: admin发布时间:2020-06-20 05:18

  第5章 机械人本体基础构造 本体构造:机体构造和呆板传动体例, 也是机械人的支承根源和实践机构。 5.1 概 述 5.1.1 机械人本体的基础构造局面 一、机械人本体基础构造 (1) 传动部件。 (2) 机身及行走机构。 (3) 臂部。 (4) 腕部。注册送18 (5) 手部。 二、机械人本体基础构造的举例 腕部 大臂 姿 态 机 构 末杆+ 手部 大臂 腰部 机座 上述操作机的分类是按地点机构的构造局面分的。 位 置 机 构 闭节:工业机械人的运动副。 3个腕闭节 1个肘闭节 1个肩闭节 1个腰闭节 本体基础构造的重要特征: (1)开式运动链:构造刚度不高 。 (2) 相对机架:独立驱动器,运动矫健。 (3) 扭矩变动分外繁杂:对刚度、间隙和运动精度都有 较高的条件。 (4) 动力学参数(力、刚度、动态功能)都是随位姿的 变动而变动:易爆发振动或涌现其他不屈静征象。 本体基础构造条件: 1)自重小:革新机械人操作的动态功能; 2)静动态刚度高:抬高定位精度和跟踪精度; 填充呆板体例计划的矫健性;减小定位时的超调量 平静光阴,下降对把握体例的条件和体例制价; 3)固有频率高:避开机械人的处事频率,有利 于体例的平静。 5.1.2 机械人本体资料的抉择 一、资料抉择的基础条件 (1)强度高:减轻重量。 (2)弹性模量大:刚度大。 然而用合金钢替代碳构造钢不填充刚度。 普遍碳构造钢:?b= 420MPa, E =2.1×105MPa 高合金构造钢:?b= 2000MPa, E =2.1×105MPa (3)密度小:重量轻。 (4)阻尼大:减小平静光阴。 (5) 经济性。 二、机械人常用资料简介 1.碳素构造钢和合金构造钢 强度好;E大;运用最平凡。 2.铝、铝合金及其他轻合金资料 重量轻,弹性模量E不大;E/?之比仍可与钢材比拟。 稀贵铝合金:比如增加3.2%(重量百分比)锂的铝合金, 弹性模量填充了14%,E/?比填充了16%。 3. 纤维巩固合金 E/?分外高,但代价腾贵。 如硼纤维巩固铝合金、石墨纤维巩固镁合金等,其 E/?比分离到达11.4×107和8.9×107 。 4. 陶瓷 脆性大。 5.纤维巩固复合资料 E/?高,易老化、蠕变、高温热膨胀/金 属件连 接贫穷等题目。重量轻,刚度大,大阻尼。 6.粘弹性大阻尼资料 吉林工业大学和西安交通大学举行了粘弹性大阻 尼资料正在柔性呆板臂振动把握中运用的实践,结 果解说,呆板臂的反复定位精度正在阻尼措置前为 ±0.30mm,措置后为±0.16mm;渣滓振动光阴正在 阻尼措置前后分离为0.9s和0.5s。 5.2 机身及臂部构造 5.2.1 机械人机身构造的基础局面和特征 一、机身的类型构造 机身构造通常由机械人总体计划确定。 1.反转与起落机身 (1) 油缸驱动,起落油缸不才,反转油缸正在上。升 降活塞杆杆的尺寸要加大。 (2) 油缸驱动,反转油缸不才,起落油缸正在上,回 转油缸的驱动力矩要计划得大极少。 (3) 链轮传动机构。反转角度可大于360°。 链条链轮传动杀青机身反转的道理图 2.反转与俯仰机身 反转与俯仰机身 二、机身驱动力(力矩)估计打算 1.笔直起落运动驱动力 P 的估计打算 q 摩擦力/总重力/惯性力: Pq ? Fm ? Fg ? W Fm为各支承处的摩擦力(N); Fg 为启动时的总惯性力(N); W 为运动部件的总重力(N) 。 2.反转运动驱动力矩的估计打算 Mq ? Mm ? Mg M m 为总摩擦阻力矩(N· m); M g 为反转运动部件的总惯性力矩 (N· m) ?? Mg ? J0 ?t 3.起落立柱降落不卡死(不自锁)的要求估计打算 Gi Li ? L? ? Gi h ? 2 fL 三、机身计划要小心的题目 (1) 刚度和强度大,平静性好。 (2) 运动矫健,导套不宜过短,避免卡死。 (3) 驱动形式适宜。 (4) 构造计划合理。 5.2.2 机械人臂部构造的基础局面和特征 大臂、智能制造的成功案例小臂(或众臂),重要有液压驱动、气动驱动 和电动驱动(最为通用)。 一、臂部的类型机构 1.臂部伸缩机构 四导向柱式臂部伸缩机构 1—手部;2—夹紧缸;3—油缸;4—导向柱;5—运转架;6—行走车轮;7—轨 道;8—支座 2.手臂俯仰运动机构 平凡采用摆臂油(气)缸驱 动、搭钮连杆机构传动实 现手臂的俯仰。 1—手部; 2—夹紧缸; 3—起落缸; 4—小臂; 5、7—摆动油缸; 6—大臂; 8—立柱 3.手臂反转与起落机构 常采用反转缸与起落缸只身驱动,合用于起落行程 短而反转角度小于360°的情景; 也有采用起落缸与气动马达-锥齿轮传动的构造。 三、臂部计划需小心的题目 (1)承载本事足。 (2) 刚度高。 (3)导向功能好。 (4)重量轻、转动惯量小。 (5)合理计划与腕和机身的贯穿部位。 5.2.3 机械人的稳定性和臂杆平均本事 一、质地平均本事 若知足 m3O3G3 SV ? m m2O2G2 ? m3O3G3 O2V ? m 则总力矩: ?M ? 0 二、弹簧平均本事 M 0 ? Fr1 sin ? r2 sin(90 ? ? ) r2 cos? sin ? ? ? l l ? F ? k (l ? l0 ) k (l ? l0 )r1r2 M0 ? cos? l 三、气动和液压平均本事 气动和液压平均的道理和弹簧平均的道理很相仿 甜头: 1)平均缸中的压力是恒定的; 2)同时平均缸的压力很容易取得调剂和把握. 缺欠: 1)必要动力源和储能器,体例斗劲繁杂 2)需斟酌动力源一朝停滞时的提防方法。 5.3 腕部及手部构造 5.3.1 机械人腕部构造的基础局面和特征 驱动形式:长途驱动和直接驱动。 直接驱动:驱动器安置正在手腕运动闭节的相近 传动道途短,传动刚度好,尺寸和质地大,惯量大。 长途驱动:驱动器安置正在机械人的大臂、基座或小 臂远端上,通过连杆、链条或其他传动机构间接驱动腕 部闭节构造紧凑,尺寸和质地小,但传动计划繁杂,传 动刚度也下降了。 滚转和弯转 滚转:能杀青360°无阻碍扭转的闭节运动,平凡用R 来标帜。 弯转:转动角度通常小于360°。弯转平凡用B来标帜。 一、腕部的自正在度 手腕按自正在度个数可分为单自正在度手腕、二自正在 度手腕和三自正在度手腕。 6种三自正在度手腕的连接形式示希图 二、RRR型手腕 1. RRR型手腕构造示意 筑设容易,润滑要求好,呆板服从高,运用较为集体。 RRR型手腕闭节长途传动示希图 三、腕部的类型构造 1.单自正在度反转运开始腕 反转油缸直接驱动的单自正在度腕部构造 1—反转油缸;2—定片; 3—腕反转轴;4—动片;5—手腕 2.齿轮传动二自正在度腕部 齿轮传动反转和俯仰型腕部道理 具有反转与摆动的二自正在度腕部构造 1—手腕;2—中央轴;3—固定中央轴;4—定片;5—摆动反转 油缸;6—动片;7—反转轴;8—反转油缸 3.三自正在度手腕 1) 液压直接驱动三自正在度手腕 2) 齿轮链轮传动三自正在度腕部 齿轮链轮传动三自正在度手腕道理图 1—油缸;2—链轮;3、4—锥齿轮;5、6—花键轴T;7—传动轴S;8—腕架;9—行星架; 10、11、22、24—圆柱齿轮;12、13、14、15、16、17、注册送1818、20—锥齿轮;19—摆动轴; 21、23—双联圆柱齿轮;25—传动轴B 5.3.2 机械人手部构造的基础局面和特征 一、机械人手部的特征 (1) 手部与手腕相连处可拆卸。 (2) 手部是机械人终局实践器。 (3) 手部的通用性斗劲差。 (4) 手部是一个独立的部件。 二、手部的分类 1.按用处分 1) 手爪 2) 器械 2.按夹持道理分 3.按手指或吸盘数目分 (1) 按手指数目可分为二指手爪及众指手爪。 (2) 按手指闭节可分为单闭节手指手爪及众闭节手 指手爪。 (3) 吸盘式手爪按吸盘数目可分为单吸盘式手爪及 众吸盘式手爪。 三指手爪 柔性手指手爪 4.按智能化分 (1) 普遍式手爪。这类手爪不具备传感器。 (2) 智能化手爪。这类手爪具备一种或众种传感器, 如力传感器、触觉传感器及滑觉传感器等。 三、手爪计划和选用的条件 1.被抓握的对象物 1) 几何参数 (1) 工件尺寸。(2) 也许赐与抓握外面的数目。(3) 可 能赐与抓握外面的地点和偏向。 (4) 夹持外面之间的距 离。(5) 夹持外面的几何形式。 2) 呆板特色 (1) 质地。(2) 资料。(3) 固有平静性。(4) 外面质地和 品格。(5) 外面状况。(6) 工件温度。 2.物料馈赠器或蓄积装备 3.机械人功课按序 4.手爪和机械人立室 5.处境要求 四、手爪的类型构造 1.呆板手爪 气开始爪 1—扇形齿轮;2—齿条; 3—活塞;4—气缸;5—爪钳 V形爪钳 四种手爪传动机构 2.磁力吸盘 电磁吸盘构造 l—电磁吸盘;2—防尘盖;3—线—线—通大气 气流负压吸盘 挤气负压吸盘 1—吸盘架;2—压盖;3—密封垫;4—吸盘;5—工件 处事道理 4.真空吸盘的新计划 自适当吸盘 异形吸盘 2)轴承 2.挪动闭节 (1) 按滚动体分类——球、圆柱滚子和滚针。 (2) 按轨道分类——圆轴式、平面式和滚道式。 (3) 按滚动体是否轮回分类——轮回式、非轮回式。 二、机械人传动机构 1.齿轮传动 常用行星齿轮传动机构协和波传动机构。 最优传动比。 in ? J a / J m Ja为处事臂的惯性矩; Jm 为电动机的惯性矩。 行星齿轮传动 谐波传动 借使刚轮(圆形花键轮)1不转动 Z 7? Z 2 i31 ? Z2 借使柔轮6静止 Z7 i35 ? Z 2? Z 7 1—刚轮;2—刚轮内齿圈;3—输入轴; 4—谐波爆发器;5—轴;6—柔轮;7—柔轮齿圈 谐波传动 借使刚轮(圆形花键轮)1不转动 Z 7? Z 2 i31 ? Z2 借使柔轮6静止 Z7 i35 ? Z 2? Z 7 1—刚轮;2—刚轮内齿圈;3—输入轴; 4—谐波爆发器;5—轴;6—柔轮;7—柔轮齿圈 谐波传动的甜头: ①尺寸小→惯量低; ②差错均布正在众个啮合点上→传动精度高; ③加预载啮合→传动侧隙分外小; ④众齿啮合→传动具有高阻尼特色。 谐波传动的缺欠: ①柔轮的疲困题目; ②挽回刚度低; ③以2、4、6倍输入轴速率的啮合频率形成振动; ④谐波传动与行星传动比拟具有较小的传动间隙和 较轻的重量,然而刚度比行星减速器差 液压静压谐波爆发器的谐波传动 1—凸轮;2—柔轮;3—小孔 2.丝杠传动 滚珠丝杠的基础构成 1—丝杠;2—螺母;3—滚珠;4—导向槽 丝杠螺母传动的手臂起落机构 1—电动机; 2—蜗杆; 3—臂架; 4—丝杠; 5—蜗轮; 6—箱体; 7—花键套 3.带传动与链传动 4.绳传动与钢带传动 ADEPT机械人 5.连杆与凸轮传动 反复告终容易作为的搬运机械人中平凡采用连杆与凸轮 机构,比如,从某地点抓取物体放正在另一地点上的功课。 凸轮机构 连杆机构 6.流体传动 液压传动由液压泵、液压马达或液压缸构成,可得 到高扭矩-惯性比。 气压传动比其他传动运动精度差,但因为容易到达 高速,众半用正在告终简略功课的搬运机械人上。 液压、气压传动中,模块化和小型化的机构较易得 到运用。 油缸和齿轮齿条手臂机构 气缸和齿轮齿条增倍手臂机构 1—运动齿条;2—齿轮;3—活塞杆 三、工业机器人应用实例传动件的定位和消隙 1.传动件的定位 1) 电气开闭定位 2) 呆板挡块定位 3) 伺服定位 行使呆板插销定位的构造 1—俭约阀;2—圆盘;3—插销;4—定位油缸; 2.传动件的消隙 消隙齿轮 1、2—薄齿轮;3—螺钉 柔性齿轮消隙 5.4.2 机械人行走机构构造的基础局面和特征 行走机构是行走机械人的紧急实践部件,它由驱 动装备、传动机构、地点检测元件、传感器、电 缆及管途等构成。 行走机构可分为固定轨迹式和无固定轨迹式。 一、固定轨迹可挪动机械人 丝杠螺母驱动,全豹机械人沿丝杠纵向挪动。 也可采用相似起重机梁行走形式:重要用正在功课区 域大的地方,譬喻大型装备装置,立体化堆栈中的 资料搬运、资料堆垛和储运及大面积喷涂等。 二、无固定轨迹式行走机械人 1.对行走机械人的通常条件 1)挪动 2)自行从头定位(可用估计打算机视觉体例定位) 3)自己要平均 4)有足够的强度和刚度。 2.类型行走机构 1)具有三组轮子的轮系 2) 具有四组轮子的轮系 3) 两足步行式机械人 6 WHL-11 双足机械人 4) 四足、六足及众足步行式机械人 四足缩放式腿步行机械人的平面几何模子 ? 4) 四足、六足及众足步行式机械人 六足缩放式腿步行机械人 5) 履带式行走机械人 装有转向机构的履带式机械人 容易上下台阶的履带式行走机械人 6) 其他行走机械人 爬壁机械人 车轮和脚混杂式行走机械人

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