1、機器人研究所第二章第二章 機器人機構機器人機構第第1節(jié)節(jié) 概述概述第第2節(jié)節(jié) 機身和手臂機構機身和手臂機構第第3節(jié)節(jié) 手腕部機構手腕部機構第第4節(jié)節(jié) 行走部機構行走部機構第第5節(jié)節(jié) 機器人關節(jié)的驅(qū)動、傳動機構機器人關節(jié)的驅(qū)動、傳動機構第第6節(jié)節(jié) 機器人的規(guī)格及主要性能指標機器人的規(guī)格及主要性能指標機器人研究所2第一節(jié)第一節(jié) 概述概述1 機器人機構的分類機器人機構的分類2 機器人機構的運動機器人機構的運動3 機器人工作空間機器人工作空間機器人研究所31、機器人機構的分類、機器人機構的分類直角坐標型機器人直角坐標型機器人(PPP)沿著三個互相垂直的軸沿著三個互相垂直的軸線移動來改變手部的空線移動來

2、改變手部的空間位置。其前三關節(jié)為間位置。其前三關節(jié)為移動關節(jié)移動關節(jié)（Prismatic）運動形式如圖。運動形式如圖。機器人研究所41、機器人機構的分類、機器人機構的分類圓柱坐標型機器人圓柱坐標型機器人(RPP)該類操作機是通過該類操作機是通過兩個兩個移動關節(jié)移動關節(jié)(Prismatic)和和一個轉(zhuǎn)動關節(jié)一個轉(zhuǎn)動關節(jié)(Rotation )來實現(xiàn)手部的空間位置來實現(xiàn)手部的空間位置的變化，運動形式如圖的變化，運動形式如圖所示。所示。機器人研究所51、機器人機構的分類、機器人機構的分類球坐標型機器人球坐標型機器人(RRP)該類操作機用該類操作機用兩個轉(zhuǎn)動兩個轉(zhuǎn)動關節(jié)關節(jié)(Rotation )和和一個

3、一個移動關節(jié)移動關節(jié)(Prismatic)來來改變手部的空間位置，改變手部的空間位置，運動形式如圖所示。運動形式如圖所示。機器人研究所61、機器人機構的分類、機器人機構的分類關節(jié)型機器人關節(jié)型機器人(RRR)這類操作機是模擬人這類操作機是模擬人的上臂而構成的。它的上臂而構成的。它的前的前三個三個關節(jié)都是關節(jié)都是轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動關節(jié)動關節(jié)(Rotation ) ，運動形式如圖所示。運動形式如圖所示。機器人研究所72、機器人機構的運動、機器人機構的運動1）機器人的運動自由度）機器人的運動自由度運動自由度的定義運動自由度的定義n用來確定手部相對于機身位置的每個獨立變化用來確定手部相對于機身位置的每個獨立變化的

4、參數(shù)，稱為機器人的的參數(shù)，稱為機器人的自由度自由度。n任一自由的空間物體，須有任一自由的空間物體，須有六個六個自由度描述其自由度描述其在空間的在空間的位置位置和和姿態(tài)姿態(tài)，三個正交，三個正交移動軸移動軸，決定，決定物體的物體的位置位置；三個繞坐標軸；三個繞坐標軸 的的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動，決定物體，決定物體的的姿態(tài)姿態(tài)變化。變化。以自由度分類的機器人以自由度分類的機器人自由度的分布自由度的分布機器人研究所82、機器人機構的運動、機器人機構的運動1）機器人的運動自由度）機器人的運動自由度運動自由度的定義運動自由度的定義以自由度分類的機器人以自由度分類的機器人n稱六個自由度機器人為稱六個自由度機器人為滿自由度

5、機器人滿自由度機器人，少于，少于六個自由度機器人為六個自由度機器人為欠自由度機器人欠自由度機器人， 多于六多于六個自由度機個自由度機 器人為器人為冗余自由度機器人冗余自由度機器人。自由度的分布自由度的分布機器人研究所92、機器人機構的運動、機器人機構的運動1）機器人的運動自由度）機器人的運動自由度運動自由度的定義運動自由度的定義以自由度分類的機器人以自由度分類的機器人自由度的分布自由度的分布n一般機器人的機身和手臂構成前三個關節(jié)，具有三個一般機器人的機身和手臂構成前三個關節(jié)，具有三個自由度，可確定手部在空間的位置，所構成的機構稱自由度，可確定手部在空間的位置，所構成的機構稱位置機構位置機構；n

6、手腕和手部構成后三個關節(jié)，具有三個自由度，可確手腕和手部構成后三個關節(jié)，具有三個自由度，可確定手部在空間的姿態(tài)，所構成的機構稱之為定手部在空間的姿態(tài)，所構成的機構稱之為姿態(tài)機構姿態(tài)機構. 機器人研究所102、機器人機構的運動、機器人機構的運動1）機器人的運動自由度）機器人的運動自由度PUMA機器人的各個自由度機器人的各個自由度1機座機座 2腰部腰部 3臂部臂部 4腕部腕部 5手部手部PUMA機器人視頻機器人視頻 機器人研究所112、機器人機構的運動、機器人機構的運動2）機器人的運動范圍）機器人的運動范圍指機器人手腕在空間運動圖形及其大小，運動指機器人手腕在空間運動圖形及其大小，運動范圍取決于臂

7、部的自由度。范圍取決于臂部的自由度。機器人研究所122、機器人機構的運動、機器人機構的運動3）機器人的各種運動形式）機器人的各種運動形式（1）直移型：直線運動）直移型：直線運動L 伸縮運動伸縮運動E（2）回轉(zhuǎn)型：扭角運動）回轉(zhuǎn)型：扭角運動T 擺角運動擺角運動R機器人研究所133、 機器人工作空間機器人工作空間1）工作空間定義：）工作空間定義：手腕部坐標系手腕部坐標系原點原點能在空間活動的能在空間活動的最大活動范最大活動范圍圍。又稱可達空間。又稱可達空間 ，或總工作空間。，或總工作空間。 機器人研究所143、 機器人工作空間機器人工作空間工作空間示意圖工作空間示意圖直角坐標直角坐標機器人的機器人

8、的工作空間工作空間示意圖示意圖 機器人研究所153、 機器人工作空間機器人工作空間工作空間示意圖工作空間示意圖圓柱坐標圓柱坐標機器人的機器人的工作空間工作空間示意圖示意圖 機器人研究所163、 機器人工作空間機器人工作空間工作空間示意圖工作空間示意圖球坐標球坐標機器人的機器人的工作空間工作空間示意圖示意圖 機器人研究所173、 機器人工作空間機器人工作空間工作空間示意圖工作空間示意圖PUMA機器人機器人工作空間工作空間示意圖示意圖 俯視圖俯視圖 主視圖主視圖 機器人研究所183、 機器人工作空間機器人工作空間2）靈活工作空間）靈活工作空間末端執(zhí)行器可以末端執(zhí)行器可以任意姿態(tài)任意姿態(tài)達到的工作空

9、間。達到的工作空間。3）奇異形位）奇異形位總工作空間的總工作空間的邊界點邊界點所對應的機器人的位置和所對應的機器人的位置和姿態(tài)，及機器人工作空間內(nèi)部使機械姿態(tài)，及機器人工作空間內(nèi)部使機械產(chǎn)生干涉產(chǎn)生干涉的位置和姿態(tài)。的位置和姿態(tài)。 機器人研究所193、 機器人工作空間機器人工作空間 4）兩個基本問題）兩個基本問題正問題正問題：給出某一結(jié)構形式和結(jié)構參數(shù)的操作：給出某一結(jié)構形式和結(jié)構參數(shù)的操作機以及關節(jié)變量的變化范圍，求工作空間，稱機以及關節(jié)變量的變化范圍，求工作空間，稱工作空間分析工作空間分析;逆問題逆問題：給出某一限定的工作空間，求操作機：給出某一限定的工作空間，求操作機的結(jié)構形式，參數(shù)和關

10、節(jié)變量的變化范圍，稱的結(jié)構形式，參數(shù)和關節(jié)變量的變化范圍，稱工作空間的綜合。工作空間的綜合。機器人研究所203、 機器人工作空間機器人工作空間 5）確定工作空間的方法）確定工作空間的方法解析法解析法: 用數(shù)學模型計算工作空間的邊界用數(shù)學模型計算工作空間的邊界.圖解法圖解法: 國標規(guī)定了工作空間的幾何作圖法國標規(guī)定了工作空間的幾何作圖法.n 結(jié)構限制分析結(jié)構限制分析n 畫出工作空間的主剖面（畫出工作空間的主剖面（xoz剖面）剖面）n 畫出工作空間的俯視剖面（畫出工作空間的俯視剖面（xoy剖面）剖面）機器人研究所21第二節(jié)第二節(jié) 機身和手臂機構機身和手臂機構1、機身和手臂的作用、機身和手臂的作用2

11、、機身和手臂機構設計的特點、機身和手臂機構設計的特點3、機身結(jié)構、機身結(jié)構4、手臂結(jié)構、手臂結(jié)構機器人研究所22機身定義機身定義：機身是連接、支承手臂及行走機構的部件：機身是連接、支承手臂及行走機構的部件.作用：臂部的驅(qū)動裝置或傳動裝置安裝在機身上。作用：臂部的驅(qū)動裝置或傳動裝置安裝在機身上。特點：機身有固定式和行走式兩種。特點：機身有固定式和行走式兩種。手臂定義手臂定義：手臂部件是連接機身和手腕的部件。：手臂部件是連接機身和手腕的部件。 作用：支承腕部和手部，帶動手及腕在空間運動。作用：支承腕部和手部，帶動手及腕在空間運動。特點：結(jié)構類型多、受力復雜。特點：結(jié)構類型多、受力復雜。1、機身和手

12、臂的作用、機身和手臂的作用1、手部2、腕部3、手臂4、機身機器人研究所232、機身和手臂機構設計的特點、機身和手臂機構設計的特點剛度剛度：為了得到較高的精度，機器人機身和手臂的機械結(jié)：為了得到較高的精度，機器人機身和手臂的機械結(jié)構剛度比強度更重要。剛度可分為結(jié)構剛度、支承剛度、伺構剛度比強度更重要。剛度可分為結(jié)構剛度、支承剛度、伺服剛度等。服剛度等。精度精度：機器人的精度可分為絕對精度和重復定位精度。機：機器人的精度可分為絕對精度和重復定位精度。機器人終端執(zhí)行器（手部）的精度與臂和機身的位置精度密切器人終端執(zhí)行器（手部）的精度與臂和機身的位置精度密切相關。相關。平穩(wěn)性平穩(wěn)性：機身和臂部的運動多

13、、質(zhì)量較大、當負荷大且高：機身和臂部的運動多、質(zhì)量較大、當負荷大且高速運行時，由于運動狀態(tài)變化，將產(chǎn)生沖擊和振動。應采取速運行時，由于運動狀態(tài)變化，將產(chǎn)生沖擊和振動。應采取有效的緩沖裝置以吸收沖擊能量。有效的緩沖裝置以吸收沖擊能量。其他其他：對特殊要求的要有相應措施，如防爆、防塵、防水：對特殊要求的要有相應措施，如防爆、防塵、防水、防真空、防輻射、防腐蝕等。、防真空、防輻射、防腐蝕等。機器人研究所24機身是支承手、臂且?guī)溥\動的部件，由于機器人的機身是支承手、臂且?guī)溥\動的部件，由于機器人的運動形式、使用條件運動形式、使用條件 、負荷能力各不相同，所采用的、負荷能力各不相同，所采用的驅(qū)動裝置，

14、傳動機構、導向裝置亦不同，使機器人機驅(qū)動裝置，傳動機構、導向裝置亦不同，使機器人機身有很大差異，結(jié)構十分復雜。身有很大差異，結(jié)構十分復雜。分類分類: 1)橫梁式橫梁式2)立柱式立柱式3)屈伸式屈伸式 4)類人型類人型3、機身結(jié)構、機身結(jié)構PUMA-262型機器人型機器人 機器人研究所254、手臂結(jié)構、手臂結(jié)構工業(yè)機器人的手臂一般具有工業(yè)機器人的手臂一般具有3個自由度個自由度，即手臂，即手臂的的伸縮伸縮、回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)、俯仰俯仰（或（或升降升降）運動；）運動； 手臂的分類：手臂的分類：按結(jié)構形式分：手臂有單臂；雙臂；懸掛式手按結(jié)構形式分：手臂有單臂；雙臂；懸掛式手臂。臂。按手臂的運動形式分：直線運動、

15、回轉(zhuǎn)運動、按手臂的運動形式分：直線運動、回轉(zhuǎn)運動、復合運動。復合運動。機器人研究所264、手臂結(jié)構、手臂結(jié)構手臂的結(jié)構形式手臂的結(jié)構形式單臂式雙臂式懸掛式機器人研究所274、手臂結(jié)構、手臂結(jié)構手臂的運動形式手臂的運動形式直線運動直線運動：如手臂的伸縮、升降及橫向、縱向：如手臂的伸縮、升降及橫向、縱向移動；移動；回轉(zhuǎn)運動回轉(zhuǎn)運動：如手臂的左右回轉(zhuǎn)，上下擺動（俯：如手臂的左右回轉(zhuǎn)，上下擺動（俯仰）；仰）；復合運動復合運動：如直線運動與回轉(zhuǎn)運動的組合，兩：如直線運動與回轉(zhuǎn)運動的組合，兩直線運動的組合，兩回轉(zhuǎn)運動的組合等。直線運動的組合，兩回轉(zhuǎn)運動的組合等。機器人研究所284、手臂結(jié)構、手臂結(jié)構直線運

16、動直線運動行程小時，采用行程小時，采用活塞油（氣）缸活塞油（氣）缸直接驅(qū)動。行直接驅(qū)動。行程大時可采用程大時可采用活塞油（氣）缸活塞油（氣）缸和和齒輪齒條機構齒輪齒條機構，絲杠螺母機構絲杠螺母機構以及以及活塞油（氣）缸活塞油（氣）缸和和連桿機連桿機構構等。等。機器人研究所294、手臂結(jié)構、手臂結(jié)構回轉(zhuǎn)運動回轉(zhuǎn)運動手臂的回轉(zhuǎn)運動一般采用手臂的回轉(zhuǎn)運動一般采用葉片式回轉(zhuǎn)缸葉片式回轉(zhuǎn)缸、齒輪齒輪傳動機構傳動機構、鏈輪傳動機構鏈輪傳動機構以及以及連桿機構連桿機構等來實等來實現(xiàn)。現(xiàn)。機器人研究所304、手臂結(jié)構、手臂結(jié)構回轉(zhuǎn)運動回轉(zhuǎn)運動手臂俯仰驅(qū)動缸安置示意圖 機器人研究所314、手臂結(jié)構、手臂結(jié)構回轉(zhuǎn)

17、運動回轉(zhuǎn)運動手臂俯仰驅(qū)動缸安置示意圖 機器人研究所32第三節(jié)第三節(jié) 手腕部機構手腕部機構1、概述、概述2、手部機構、手部機構3、腕部機構、腕部機構機器人研究所331、概述、概述手部：是最重要的執(zhí)行機械，工業(yè)機器人手部：是最重要的執(zhí)行機械，工業(yè)機器人手部可分為：手部可分為：1.夾持類；夾持類；2.吸附類吸附類腕部：腕部：1.完成手部的俯仰，擺動和旋轉(zhuǎn)；完成手部的俯仰，擺動和旋轉(zhuǎn)；2.智能機器人腕部具有力、力矩傳感器。智能機器人腕部具有力、力矩傳感器。機器人研究所34 2、手部機構、手部機構1）夾持式手部的組成）夾持式手部的組成手指手指傳動機構傳動機構驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置機器人研究所35 2、手部機構

18、、手部機構1）夾持式手部的組成）夾持式手部的組成夾鉗式手部的組成 機器人研究所36 2、手部機構、手部機構1）夾持式手部的組成）夾持式手部的組成斜楔杠桿式手部 機器人研究所37 2、手部機構、手部機構1）夾持式手部的組成）夾持式手部的組成雙支點連桿杠桿式手部 機器人研究所38 2、手部機構、手部機構1）夾持式手部的組成）夾持式手部的組成齒條齒輪杠桿式手部 機器人研究所39 2、手部機構、手部機構2）吸附式手部的組成）吸附式手部的組成真空吸附取料手 機器人研究所40 2、手部機構、手部機構3）手部機構設計要點）手部機構設計要點 開閉范圍；開閉范圍； 夾緊力；夾緊力； 定位精度；定位精度； 結(jié)構緊

19、湊，重量輕，效率高；結(jié)構緊湊，重量輕，效率高； 通用性和可換性；通用性和可換性；機器人研究所41 3、腕部、關節(jié)部結(jié)構、腕部、關節(jié)部結(jié)構1）關節(jié)的作用和分類）關節(jié)的作用和分類作用作用：關節(jié)將機器人的各構件連接起來，機器：關節(jié)將機器人的各構件連接起來，機器人各構件間的相對運動，通過驅(qū)動、傳動裝置人各構件間的相對運動，通過驅(qū)動、傳動裝置在各關節(jié)上實現(xiàn)的。主要有運動傳遞和力在各關節(jié)上實現(xiàn)的。主要有運動傳遞和力 傳遞傳遞。 分類分類：旋轉(zhuǎn)型關節(jié)和直線移動型關節(jié)。腕關節(jié)：旋轉(zhuǎn)型關節(jié)和直線移動型關節(jié)。腕關節(jié)在機器人中很重要，以下主要討論腕關節(jié)。在機器人中很重要，以下主要討論腕關節(jié)。機器人研究所42 3、腕

20、部、關節(jié)部結(jié)構、腕部、關節(jié)部結(jié)構2） 關節(jié)設計要點關節(jié)設計要點 力求結(jié)構緊湊，重量輕力求結(jié)構緊湊，重量輕：關節(jié)的結(jié)構、重量、動力載：關節(jié)的結(jié)構、重量、動力載荷直接影響機器人的結(jié)構、重量和性能。荷直接影響機器人的結(jié)構、重量和性能。 n處于手臂的末端處于手臂的末端 n有有2-3個自由度和驅(qū)動裝置個自由度和驅(qū)動裝置 n需較大的力矩和盡量輕的重量需較大的力矩和盡量輕的重量 綜合考慮，合理布局綜合考慮，合理布局：需要考慮強度、剛度、制造、：需要考慮強度、剛度、制造、裝配、精度和、控制可靠性。裝配、精度和、控制可靠性。 須考慮腕部的工作條件須考慮腕部的工作條件：如高低溫、腐蝕性、防暴、：如高低溫、腐蝕性、

21、防暴、防塵、防滲。防塵、防滲。機器人研究所43 3、腕部、關節(jié)部結(jié)構、腕部、關節(jié)部結(jié)構3）關節(jié)部結(jié)構）關節(jié)部結(jié)構單自由度手腕單自由度手腕：單自由度手腕只可能有如下：單自由度手腕只可能有如下兩種形式，即滾轉(zhuǎn)型和彎轉(zhuǎn)型。兩種形式，即滾轉(zhuǎn)型和彎轉(zhuǎn)型。機器人研究所44 3、腕部、關節(jié)部結(jié)構、腕部、關節(jié)部結(jié)構3）關節(jié)部結(jié)構）關節(jié)部結(jié)構二自由度手腕二自由度手腕：對兩自由度腕關節(jié)來說，可：對兩自由度腕關節(jié)來說，可能有的組合形式有四種能有的組合形式有四種: RR, BR, RB, BB。機器人研究所45 3、腕部、關節(jié)部結(jié)構、腕部、關節(jié)部結(jié)構3）關節(jié)部結(jié)構）關節(jié)部結(jié)構三自由度手腕三自由度手腕：說明: 設計時使

22、三個軸線匯交于一點，將使腕關節(jié)具有最緊湊的尺寸。機器人研究所46第四節(jié)第四節(jié) 行走部機構行走部機構1 概述概述2運行車式行走機構運行車式行走機構機器人研究所471概述概述機器人可分為機器人可分為固定型固定型和和行走型行走型兩種。兩種。海洋水下機器人核工業(yè)原子能反應唯用機器人空間機器人軍用機器人醫(yī)療福利機器人服務機器人移動式搬運機器人移動式固定式工業(yè)機器人焊接噴漆上下料機器人機器人研究所482運行車式行走機構運行車式行走機構（1）車輪式行走機構）車輪式行走機構（2）履帶式行走機構）履帶式行走機構（3）步行式行走機構）步行式行走機構機器人研究所49（1）車輪式行走機構）車輪式行走機構1）車輪式動作

23、穩(wěn)定，自動操縱簡單，在）車輪式動作穩(wěn)定，自動操縱簡單，在FMS或自動倉庫中作搬運小車用得或自動倉庫中作搬運小車用得 較多，適合室內(nèi)較多，適合室內(nèi)平地行走。平地行走。2）車輪式行走機構有）車輪式行走機構有3輪，輪，4輪，或輪，或6輪等輪等3）車輪式行走機構采用的轉(zhuǎn)向機構：）車輪式行走機構采用的轉(zhuǎn)向機構：采用自位輪和主動輪差動轉(zhuǎn)向?qū)薪嵌日`差。采用自位輪和主動輪差動轉(zhuǎn)向?qū)薪嵌日`差。采用驅(qū)動轉(zhuǎn)向輪，靜止狀態(tài)阻力大。采用驅(qū)動轉(zhuǎn)向輪，靜止狀態(tài)阻力大。機器人研究所50（1）車輪式行走機構）車輪式行走機構三輪車型移動機器人機構 機器人研究所51（1）車輪式行走機構）車輪式行走機構四輪車的驅(qū)動機構和運動

24、 機器人研究所52（2）履帶式行走機構）履帶式行走機構 履帶式行走機構適合于野外作業(yè)，軍用機器人履帶式行走機構適合于野外作業(yè)，軍用機器人，及各種勘探及探險，適應各種地形，爬坡可，及各種勘探及探險，適應各種地形，爬坡可達達45，可以爬樓梯。，可以爬樓梯。適應地形的履帶適應地形的履帶 機器人研究所53（3）步行式行走機構）步行式行走機構1）步行式行走機構的優(yōu)點）步行式行走機構的優(yōu)點 可在高低不平的地段上行走。可在高低不平的地段上行走。 腳的主動性可保持平衡，不隨地面晃動。腳的主動性可保持平衡，不隨地面晃動。 在柔軟的地面上運動、效率不顯著降低。在柔軟的地面上運動、效率不顯著降低。機器人研究所54（

25、3）步行式行走機構）步行式行走機構2）動步行與靜步行）動步行與靜步行靜步行：機器人重心始終落在支持于地面的靜步行：機器人重心始終落在支持于地面的幾只腳所圈成的多邊形面積內(nèi)。幾只腳所圈成的多邊形面積內(nèi)。動步行：有時重心落在支撐面積外，利用重動步行：有時重心落在支撐面積外，利用重力和慣性力，作為步行的動力，步行速度快、力和慣性力，作為步行的動力，步行速度快、耗能少。耗能少。機器人研究所55（3）步行式行走機構）步行式行走機構3）兩腳步行式行走機構）兩腳步行式行走機構優(yōu)點：優(yōu)點：n有最好的適應性，與人類相似的優(yōu)越性有最好的適應性，與人類相似的優(yōu)越性;n人類幻想的高級智能機器人的行走機構。人類幻想的高

26、級智能機器人的行走機構。控制難點：無論是靜步行或動步行，控制都困控制難點：無論是靜步行或動步行，控制都困難，猶如倒擺。難，猶如倒擺。n測出各物理量，控制機構連桿的相對角測出各物理量，控制機構連桿的相對角;n利用腳尖在地面上的反作用力測重心的位置。利用腳尖在地面上的反作用力測重心的位置。機器人研究所56第五節(jié)第五節(jié) 機器人關節(jié)的驅(qū)動、傳動機構機器人關節(jié)的驅(qū)動、傳動機構1、 機器人的驅(qū)動機構機器人的驅(qū)動機構2、機器人的傳動機構、機器人的傳動機構機器人研究所571. 機器人的驅(qū)動機構機器人的驅(qū)動機構驅(qū)動裝置是使機器人各部件動作的動力源，目驅(qū)動裝置是使機器人各部件動作的動力源，目前常見的有：前常見的有

27、： 1）液壓驅(qū)動）液壓驅(qū)動 2）氣壓驅(qū)動）氣壓驅(qū)動 3）電機驅(qū)動）電機驅(qū)動4）其他驅(qū)動方式）其他驅(qū)動方式機器人研究所581. 機器人的驅(qū)動機構機器人的驅(qū)動機構1）液壓驅(qū)動液壓驅(qū)動: 是高壓油作為工作介質(zhì)，推動直線或是高壓油作為工作介質(zhì)，推動直線或旋轉(zhuǎn)的油缸進行工作的旋轉(zhuǎn)的油缸進行工作的, 在一個液壓驅(qū)動系統(tǒng)中其主要在一個液壓驅(qū)動系統(tǒng)中其主要的部件如下：的部件如下：n直線液壓缸直線液壓缸：在高壓油的作用下，作直線往復運動：在高壓油的作用下，作直線往復運動n擺動缸擺動缸：在高壓油的作用下產(chǎn)生一定角度的擺動。：在高壓油的作用下產(chǎn)生一定角度的擺動。n電液伺服閥電液伺服閥：可精確地控制油路的開關、并可控

28、制：可精確地控制油路的開關、并可控制供油量的大小，以便對液壓缸進行精確的控制，并可供油量的大小，以便對液壓缸進行精確的控制，并可以根據(jù)位置傳感器和速度傳感器反饋的信號進行以根據(jù)位置傳感器和速度傳感器反饋的信號進行閉環(huán)閉環(huán)控制控制。液壓驅(qū)動的應用：目前在液壓驅(qū)動的應用：目前在負荷較大負荷較大的搬運機器的搬運機器人和噴涂機器人應用較多。人和噴涂機器人應用較多。機器人研究所591. 機器人的驅(qū)動機構機器人的驅(qū)動機構2）氣壓驅(qū)動）氣壓驅(qū)動在所有的驅(qū)動方式中，氣壓驅(qū)動是最簡單的，在所有的驅(qū)動方式中，氣壓驅(qū)動是最簡單的，在工業(yè)中應用很廣，其組成與液壓驅(qū)動相似。在工業(yè)中應用很廣，其組成與液壓驅(qū)動相似。可以用

29、機械的檔次實現(xiàn)點到點的控制，并能達可以用機械的檔次實現(xiàn)點到點的控制，并能達到較高的精度到較高的精度, 雖然達到高精度的伺服控制較難雖然達到高精度的伺服控制較難，但目前已經(jīng)用微處理機直接控制的氣動馬達，但目前已經(jīng)用微處理機直接控制的氣動馬達，定位精度在，定位精度在1mm。在機器人中主要用于各種氣動手爪，以及小型在機器人中主要用于各種氣動手爪，以及小型機器人的驅(qū)動。機器人的驅(qū)動。機器人研究所601. 機器人的驅(qū)動機構機器人的驅(qū)動機構3）電機驅(qū)動）電機驅(qū)動電動驅(qū)動在機器人中的應用可以分成三種：電動驅(qū)動在機器人中的應用可以分成三種：n直流電機組成伺服控制系統(tǒng)；直流電機組成伺服控制系統(tǒng)；n交流（或）無刷

30、直流電機組成伺服控制系統(tǒng)；交流（或）無刷直流電機組成伺服控制系統(tǒng)；n步進電機驅(qū)動的開環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)。步進電機驅(qū)動的開環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)。機器人研究所611. 機器人的驅(qū)動機構機器人的驅(qū)動機構4）其他驅(qū)動方式）其他驅(qū)動方式氣囊式人工肌肉氣囊式人工肌肉磁致伸縮驅(qū)動磁致伸縮驅(qū)動：鐵磁材料和亞鐵磁材料由于磁化狀態(tài)的改鐵磁材料和亞鐵磁材料由于磁化狀態(tài)的改變變, 其長度和體積都要發(fā)生微小變化其長度和體積都要發(fā)生微小變化, 這種現(xiàn)象稱為磁致伸縮。這種現(xiàn)象稱為磁致伸縮。形狀記憶合金（形狀記憶合金（SMA）驅(qū)動器）驅(qū)動器：記憶合金在航空航天領記憶合金在航空航天領域內(nèi)的應用有很多成功的范例。人造衛(wèi)星上龐大的天線可以用

31、域內(nèi)的應用有很多成功的范例。人造衛(wèi)星上龐大的天線可以用記憶合金制作。發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來裝記憶合金制作。發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來裝進衛(wèi)星體內(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預定軌道后，只需加溫進衛(wèi)星體內(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預定軌道后，只需加溫，折疊的衛(wèi)星天線因具有，折疊的衛(wèi)星天線因具有“記憶記憶”功能而自然展開。功能而自然展開。壓電晶體驅(qū)動器壓電晶體驅(qū)動器機器人研究所621. 機器人的驅(qū)動機構機器人的驅(qū)動機構5）驅(qū)動方式的選擇）驅(qū)動方式的選擇機器人驅(qū)動器要求啟動力矩大、調(diào)速范圍寬、慣量小機器人驅(qū)動器要求啟動力矩大、調(diào)速范圍寬、慣量小 驅(qū)動方式選擇：驅(qū)動方式選擇：n負

32、荷為負荷為2000N以下采用以下采用電動驅(qū)動電動驅(qū)動方式方式n小功率點位控制采用小功率點位控制采用氣動驅(qū)動氣動驅(qū)動方式方式n大功率大力矩采用大功率大力矩采用液壓驅(qū)動液壓驅(qū)動方式方式機器人研究所632. 機器人的傳動機構機器人的傳動機構1）常用傳動機構類型和特點）常用傳動機構類型和特點(1) 齒輪類傳動齒輪類傳動：齒輪、蝸輪蝸桿、齒輪齒條等：齒輪、蝸輪蝸桿、齒輪齒條等n優(yōu)點優(yōu)點：響應快、扭矩大、剛性好：響應快、扭矩大、剛性好n缺點缺點：傳動有間隙、故回差大，精度低：傳動有間隙、故回差大，精度低 n應用應用：腰、腕關節(jié)：腰、腕關節(jié)(2) 鏈索類傳動鏈索類傳動：鏈條、齒形帶、鋼帶等：鏈條、齒形帶、鋼

33、帶等n優(yōu)點優(yōu)點：無間隙、剛度與張緊裝置有關，力矩較大：無間隙、剛度與張緊裝置有關，力矩較大n缺點缺點：速比小，齒形帶和鋼帶適用于小負載：速比小，齒形帶和鋼帶適用于小負載n應用應用：腕關節(jié)：腕關節(jié)機器人研究所642. 機器人的傳動機構機器人的傳動機構2）滾珠絲杠螺母副）滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠副的特點是將螺旋運動變?yōu)橹本€運動滾珠絲杠副的特點是將螺旋運動變?yōu)橹本€運動或者將直線運動變換為螺旋運動。或者將直線運動變換為螺旋運動。內(nèi)滾道外滾道機器人研究所652. 機器人的傳動機構機器人的傳動機構2）滾珠絲杠螺母副）滾珠絲杠螺母副(1)結(jié)構組成：結(jié)構組成： 滾珠絲杠螺母副可分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。為滾珠絲杠螺母副可分