本文已参与「新人创作礼」活动,一起开启掘金创作之路。
机械系统组成
手部
特点
1. 手部与手腕相连处可拆卸
2. 手部是机器人末端操作器
3. 手部的通用性比较差
4. 手部是一个独立的部件
分类
按用途分
1. 手爪
2. 专用操作器
按夹持方式分
1. 外夹式
2. 内撑式
3. 内外加持式
按智能化分
1. 普通式手爪
2. 智能化手爪
按工作原理分
夹持式手部
吸附式手部
1. 真空类吸盘
a.真空吸盘
b.气流负压吸盘
c.挤气负压吸盘
2.磁力类吸盘
a.电磁吸盘
b.永磁吸盘
手臂
确定手部作业方向的自由度
1. 臂转
2. 腕摆
3. 手转
基座
关节组成
1. 回转轴
2. 轴承
作用: 用于转动关节
3. 驱动机构
驱动方式
直接驱动
直接驱动方式的机器人通常称为DD机器人
间接驱动
1. 带减速器的电机驱动
2. 远距离驱动
关节驱动方式
液压驱动
优点
1. 驱动力或驱动力矩大
2. 结构简单紧凑,刚度好
3. 定位精度比气压驱动高,并可实现任意位置的停止
4. 调速比较简单,能在很大调整范围内实现无级调速
5. 平稳且系统的固有频率高,可以实现频繁而平稳的变速与转向
6. 可简单有效的防止过载现象发生
缺点
1. 油液容易泄露,影响工作的稳定性与定位精度,易造成环境污染
2. 油液黏度随温度变化,影响工作性能,高温与低温条件下很难应用,有时需要采用油温管理措施
3. 油液中容易混入气泡、水分等,使系统的刚性降低速度响应特性及定位不稳定
4. 成本较高
5. 易燃烧
工作原理
高压油对活塞或叶片的作用
组成
1. 液压缸
2. 液压阀
气压驱动
优点
1. 快速性好
2. 气源方便
3. 废气可直接排入大气,不会造成污染
4. 通过调节气量可实现无级变速
5. 具有缓冲作用
6. 结构简单,易于保养,成本低
缺点
1. 功率质量比小,装置体积大
2. 很难保证较高的定位精度
3. 使用后的压缩空气向大气排放时,会产生噪声
4. 气压系统易腐蚀,有可能启动困难
工作原理
很像液压驱动,但细节上差别很大,工作介质是高压空气
组成
1. 气源装置
2. 气动控制元件
3. 气动执行元件
电气驱动
常用电动机
1. 步进电动机
2. 直流电动机
3. 伺服电动机
对驱动电动机的要求
1. 快速性
2. 启动转矩惯量比较大
3. 控制特性的直线性和连续性
4. 调速范围宽
5. 体积小,质量轻,轴向尺寸短
6. 能在苛刻的运行条件下工作,能进行十分频繁的正、反向和加、减速运动,并能在短时间内承受过载
关节驱动电动机
1. 交流伺服电动机
2. 步进电动机
3. 直流伺服电动机
应用范围
1. 1、3用于高精度、高速度的驱动系统中
2. 2用于对精度要求不高的小型简易机器人开环驱动系统中
3. 1在易燃、易爆环境中得到了广泛应用
驱动系统选用原则
1. 控制方式
2. 作业环境要求
3. 操作运行速度
传动装置
减速器
RV减速器
主要放置在基座、腰部、大臂等重负载的位置,主要用于20kg以上的机器人关节
谐波减速器
主要放置在小臂、腕部或手部等轻负载的位置
常用工具
真空吸盘
优点
1. 易使用
2. 无污染
3. 不伤工件
4. 成本低廉
选用原则
1. 被移送物体的质量决定吸盘的大小和数量
2. 由被移送物体的形状和表面状态来选定吸盘的种类
3. 由工作环境(温度)来选择吸盘的材质
4. 由连接方式来选择吸盘、接头、缓冲连接器
5. 根据被移送物体的高低和缓冲距离选择吸盘的尺寸和移动范围