機(jī)器人論文

1、圓柱機(jī)器人、球坐標(biāo)機(jī)器人、關(guān)節(jié)機(jī)器人圓柱機(jī)器人、球坐標(biāo)機(jī)器人、關(guān)節(jié)機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用分析實(shí)際應(yīng)用分析1圓柱機(jī)器人1.1圓柱機(jī)器人概述柱面坐標(biāo)機(jī)器人的空間位置機(jī)構(gòu)主要由旋轉(zhuǎn)基座、垂直移動(dòng)和水平移動(dòng)軸構(gòu)成（見圖1－1），具有一個(gè)回轉(zhuǎn)和兩個(gè)平移自由度（兩個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)），其動(dòng)作空間呈圓柱形。主要用于重物的裝卸、搬運(yùn)等作業(yè)。著名的Versatran機(jī)器人就是一種典型的柱面坐標(biāo)機(jī)器人。這種機(jī)器人的主體結(jié)構(gòu)具有三個(gè)自由度：腰轉(zhuǎn)，升降，手臂伸縮

2、。手腕通常采用兩個(gè)自由度，繞手臂縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)和與其垂直的水平軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。手腕若采用三個(gè)自由度，則使機(jī)器人自由度總數(shù)達(dá)到六個(gè)，但是手腕上的某個(gè)自由度將與主體上的回轉(zhuǎn)自由度有部分重復(fù)。此類機(jī)器人大約占工業(yè)機(jī)器人總數(shù)的47%左右。1.2圓柱機(jī)器人的特點(diǎn)1.2.1圓柱機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)1）除了簡(jiǎn)單的“抓一抓”作業(yè)外還可以用在許多其他生產(chǎn)領(lǐng)域，與直角坐標(biāo)式機(jī)器人相比增加了通用性。2）結(jié)構(gòu)緊湊。3）在垂直方向和徑向方向有兩個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可采用伸縮套筒式結(jié)構(gòu)。

3、當(dāng)機(jī)器人開始腰轉(zhuǎn)時(shí)可把手臂縮進(jìn)去，在很大程度上減少了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，改善了動(dòng)力學(xué)載荷。1.2.2圓柱機(jī)器人的缺點(diǎn)在機(jī)器人的動(dòng)作范圍內(nèi)，必須有沿軸線前后方向的移動(dòng)空間，空間利用率較低。手部外伸離中心軸愈遠(yuǎn)，其切向線位移分辨精度愈低。2球坐標(biāo)機(jī)器人2.1球坐標(biāo)機(jī)器人概述又稱極坐標(biāo)式機(jī)器人，機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)由一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)和二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)組成，三個(gè)互相平行的旋轉(zhuǎn)軸和一個(gè)線性軸。應(yīng)用領(lǐng)域有裝貨、卸貨、焊接、包裝、固定、涂層、噴漆、粘結(jié)、封裝、特種搬運(yùn)操作、裝

4、配等。3.2.2關(guān)節(jié)機(jī)器人的工作性質(zhì)分類可分為很多種，比如：搬運(yùn)機(jī)器人，點(diǎn)焊機(jī)器人，弧焊機(jī)器人，噴漆機(jī)器人，激光切割機(jī)器人等等。3.2.3關(guān)節(jié)機(jī)器人的擺動(dòng)方向分類有鉛垂方向和水平方向兩種，因此這類機(jī)器人又可分為垂直關(guān)節(jié)機(jī)器人和水平關(guān)節(jié)機(jī)器人。垂直關(guān)節(jié)機(jī)器人如圖31，模擬了人類的手臂功能，由垂直于地面的腰部旋轉(zhuǎn)軸（相當(dāng)于大臂旋轉(zhuǎn)的肩部旋轉(zhuǎn)軸）帶動(dòng)小臂旋轉(zhuǎn)的肘部旋轉(zhuǎn)軸以及小臂前端的手腕等構(gòu)成。手腕通常由2～3個(gè)自由度構(gòu)成。其動(dòng)作空間近似一個(gè)

5、球體，所以也稱多關(guān)節(jié)球面機(jī)器人。其優(yōu)點(diǎn)是可以自由地實(shí)現(xiàn)三維空間的各種姿勢(shì)，可以生成各種復(fù)雜形狀的軌跡。相對(duì)機(jī)器人的安裝面積其動(dòng)作范圍很寬。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)剛度較低，動(dòng)作的絕對(duì)位置精度磨較低。它廣泛應(yīng)用于代替人完成裝配作業(yè)、貨物搬運(yùn)、電弧焊接、噴涂、點(diǎn)焊接等作業(yè)場(chǎng)合。水平關(guān)節(jié)機(jī)器人如圖32，在結(jié)構(gòu)上具有串聯(lián)配置的二個(gè)能夠在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的手臂，其自由度可以根據(jù)用途選擇2～4個(gè)，動(dòng)作空間為一圓柱體。水平關(guān)節(jié)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)是在垂直方向上的剛性好，能方便