1、引言：機器人機械結構由三大部分構成：機身、手臂（含手腕）、手部。其中機身又稱立柱，是支承臂部的部件。同時，大多數工業機器人必須有一個便于安裝的基礎部件，這就是機器人的基座，基座往往與機身做成一體。有些機器人需要行走，機身下面還會安裝有行走機構。一、機身身的自由由度和運運動1機身的的自由度度：機身往往往具有升降、回轉及俯仰三個自由由度。2機身的的運動：由上面三三個自由由度可以以組合成成機身五五種運動動形式。分別是是：回轉運動動；升降運動動；回轉升升降運動動；回轉俯俯仰運動動；回轉升升降運動動俯仰仰運動。3各種坐坐標類型型機身運運動方案案設計（1）：圓柱坐標標式機器器人：這種類型型的機器器人主體體

2、結構通通常具有有三個自自由度：一個回回轉運動動（腰轉轉）及兩兩個直線線移動（升降運運動及手手臂伸縮縮運動）。腰轉運動動及升降降運動通通常由機機身來實實現。3各種坐坐標類型型機身運運動方案案設計（2）：球面坐標標式機器器人：這種類型型的機器器人主體體結構通通常具有有三個自自由度：繞垂直直軸線的的回轉運運動（回回轉運動動）、繞繞水平軸軸線的回回轉運動動（俯仰仰運動）及手臂臂的伸縮縮運動。通常把回轉及及俯仰運運動歸屬屬于機身身。3各種坐坐標類型型機身運運動方案案設計（3）：關節坐標標式機器器人：這種類型型的機器器人主體體結構的的三個自自由度均均為回轉轉運動，構成機機器人的的回轉運運動、俯俯仰運動動和

3、偏轉轉運動。通常僅把回轉轉運動歸歸結為機機身。3各種坐坐標類型型機身運運動方案案設計（4）：直角坐標標式機器器人：這種類型型的機器器人主體體結構具具有三個個自由度度且都是是直線運運動。通通常把升降運運動或水水平移動動的自由由度歸為為機身部部分。二、機身身典型結結構1回轉與與升降運運動機身身(1)：鏈輪液液壓缸機構：構成：主要由鏈鏈輪機構構、液壓壓缸機構構、機身身本體部部分構成成。且升降機構構位于轉轉動機構構的上方方。工作原理理：回轉運動動：通過液壓壓缸活塞塞的移動動帶動動鏈條的的移動鏈輪的的轉動機身的的轉動升降運動動：活塞的上上下移動動帶動動機身的的上下升升降鏈輪液液壓缸機機構圖例例：問題：要

4、使立柱柱作大于于360的旋旋轉，對對活塞的的行程有有什么要要求？每個液壓壓缸只有有一個油油口。1回轉與與升降機機身(2)：直線運動動液壓缸缸擺動動液壓缸缸機構：構成：主要由直直線運動動液壓缸缸、擺動動液壓缸缸、花鍵鍵導向軸軸、機身身本體等等部分構構成。工作原理理：回轉運動動：擺動液壓壓缸進油油擺動動缸動片片7擺動動帶動動擺動缸缸套5擺擺動由于花鍵鍵軸3只只起導向向作用而而不回轉轉，擺動動缸定片片與花鍵鍵軸之間間通過平平鍵和螺螺釘固定定連接，保證定定片的位位置確定定。升降運動動：活塞1下下腔進油油活塞塞推動機機身沿花花鍵軸上上升活塞1上上腔進油油活塞塞推動機機身沿花花鍵軸下下降直線運動動液壓缸缸

5、擺動動液壓缸缸機構圖圖例：問題：1、擺動動液壓缸缸的動片片與缸的的什么部部件相連連？機械械臂將與與擺動液液壓缸的的什么部部件相連連？2、為什什么采用用長度較較短的花花鍵套導導向？3、機身升升降運動動的行程程和回轉轉運動角角度取決決于什么么？4、畫出零零件2的結構圖圖。油口油口花鍵軸與與花鍵孔孔：1回轉與與升降機機身(3)：齒條活塞塞缸升升降缸機構：構成：主要由升升降缸體體、齒條條缸、齒齒輪套筒筒、固定定立柱和和升降回回轉臺等等部分構構成。工作原理理：回轉運動動：齒條缸的的齒條活活塞桿直直線運動動齒輪輪套筒6回轉運運動齒齒輪套筒筒6和和升降缸缸體2及及升降回回轉臺1固聯升降回回轉臺1 回轉轉升降

6、運動動：升降缸體體2、齒齒輪套筒筒6、回回轉臺1整個一一起升降降運動齒條活塞塞缸升升降缸機機構圖例例：2回轉與與俯仰機機身：機器人手手臂的俯俯仰運動動，一般采用用活塞缸缸與連桿桿機構實實現。手臂俯俯仰運動動用的活活塞缸位位于手臂臂的下方方，其活活塞桿和和手臂用用鉸鏈連連接好，缸體采采用尾部部耳環或或中部銷銷軸等方方法與立立柱連接接。回轉與俯俯仰機身身圖例：三、機器器人行走走機構1行走機機構的構構成：機器人行行走機構構通常由由驅動裝置置、傳動裝置置、位置檢測測裝置、傳感器、電纜和管管路等構成。2行走機機構的分分類：按運行軌軌跡分：分為固定軌跡跡式和無固定軌軌跡式兩種。固固定軌跡跡式主要要用于工工

7、業機器器人按行走機機構的特特點分：對于無固固定軌跡跡機器人人，可分分為輪式、履帶式和步行式等。前兩兩者與地地面連續續接觸，后者與與地面為為間斷接接觸。3固定軌軌道式機機器人運運動的實實現：機器人機機身底座座，安裝裝在一個個可移動動的拖板板上，依依靠絲桿螺母母副的運運動將來自電電機的旋旋轉運動動轉化為為直線運運動。4車輪式式行走機機器人：分類：車輪式行行走機器器人通常常有三輪輪、四輪輪、六輪輪之分。它們或或有驅動動輪和自自位輪，或有驅驅動輪和和轉向機機構，用用來轉彎彎。適用范圍圍：最適合平平地行走走，不能能跨越高高度，不不能爬樓樓梯。三輪行走走機器人人圖例：三輪行走走機器人人結構及及驅動：構成：

8、三個車輪輪、轉向向叉、驅驅動裝置置等。驅動方案案：電機5驅動輪1：通過V1、V2的不同速速度控制制小車的的移動方方向，同同時，轉轉向叉3自動地轉轉向正確確的方向向。此時時輪2受到地面面的摩擦擦而滾動動。電機6驅動輪2：由電機6驅動，小小車的方方向由專專用電機機7驅動轉向向叉實現現。此時時輪1自由滾動動。缺陷：施加在角角落的力力容易產產生使機機器人翻翻倒，對對負載有有一定的的限制。四輪行走走機器人人：5履帶式式行走機機器人：特點：可以在有有些凸凹凹的地面面上行走走，可以以跨越障障礙物，能爬梯梯度不太太高的臺臺階。沒有自位位輪，依靠左右右兩個履履帶的速速度差轉轉彎，會產生生滑動，轉彎阻阻力大，且不

9、能能準確地地確定回回轉半徑徑。履帶式行行走機器器人圖例例（1）：履帶式行行走機器器人圖例例（2）：6腳踏行行走機器器人：腳踏行走走機器人人即步行行機器人人，典型型特征是是不僅能能在平地地上，而而且能在在凹凸不不平的地地上步行行，能跨跨越溝壑壑，上下下臺階，具有廣廣泛的適適應性。主要設計難點點是機器器人跨步步時自動動轉移重重心而保保持平衡衡的問題題。兩足步行行機器人人圖例：控制特點點：使機器人人的重心心經常在在接地的的腳掌上上，一邊不不斷取得得準靜態態平衡，一邊穩穩定的步步行。結構特點點：為了能變變換方向向和上下下臺階，一定要要具備多多自由度度。兩足步行行機器人人圖例：主要構成成：1框架2大腿3小腿4腳5肩6肘7手8液壓缸四足機器器人圖例例（1）：特點：四足機器器人在靜靜止狀態態下是穩穩定的，具有很很高的實實用性。四足機器器人步行行時，一一只腳抬抬起，三三只腳支支撐自重重，這時