工业机器人机械装配 第二章
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工业机器人技术--装配机器人及操作应用资料讲解
人的末端执行器，常见的装配执行器有 吸附式、夹钳式、专用式 和 组合式 。
置
———➢专用式 专用式手爪是在装配中针对某一类装配场合而单独设定的末端执行器，且
—
部分带有磁力，常见的主要是螺钉、螺栓的装配，同样亦多采用气动或伺服电机
【
驱动 。
课 堂
➢组合式 组合式末端执行器在装配作业中是通过组合获得各单组手爪优势的一类手
堂 认
业。
知
】
垂直串联关节式装配机器人组装读卡器
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9.1 装配机器人的分类及特点
所 处
常见装配机器人以臂部运动形式分 直角式装配机器人 和 关节式装配机器人 。
位
置
➢ 关节式装配机器人 关节式装配机器人亦分水平串联关节式、垂直串联关
——— —
节式和并联关节式。
【
3 ） 并联式装配机器人 亦称拳头机器人、蜘蛛机器人或 Detla 机器人 ，是一
➢ 熟悉装配机器人典型周边 设备与布局
➢ 能够识别装配机器人工作 站基本构成。
➢ 能够进行装配机器人的简 单作业示教。
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导入案例
所 处 位 置 ——— —
【 导 入 案 例 】
机器人助力手表机芯生产线，实现装配自动化
目前，国内某公司正式采用 70 多台平面关节型装配机器人完成整个机芯的组装 ，手表部件很轻，通过合理设计夹具，额定负载 1KG 的平面关节型装配机器人成为 主要装配机器人。其高精度，高速度及低抖动的特性，确保实现机芯机械部件的装 配，装螺钉，加机油，焊接晶体，并进行安装质量检测。装配机器人与第三方相机 也可以很容易完成通讯。操作界面简单，便于现场维护人员学习，操作。
《工业机器人装配工作站》教案.
培训章节模块1 FANUC工业机器人装配工作授课形式讲练授课时间第周周（月日）第至节培训目标知识目标：1.掌握机器人和工业机器人的定义。
2.了解工业机器人的应用领域和功能作用。
3.掌握工业机器人的概念。
能力目标：1.能正确认识工业机器人的工业应用。
培训重点1. 1.掌握工业机器人的应用范围2.了解工业机器人的组成培训难点 1.理解工业机器人的重要参数教学场地及教具使用教材、PPT、电脑培训过程方法手段时间分配导入及任务布置交流培训方式和要求学习任务：1.学习了解工业机器人的定义。
2.了解工业机器人的系统组成和机器人本体的组成。
3.了解工业机器人的重要的技术参数及含义。
5分钟重点讲解及任务分析1.重点任务讲解工业机器人的组成和关键技术参数的含义和作用2.举例不同型号的工业机器人在关键参数上的异同，对其工作能力的影响20分钟20分钟45分钟练习或训练无 45分钟（与教师操作同步）难点分析及总结1.难点是定位精度和重复定位精度的定义和其含义的区别的理解10分钟（与操作同步）布置作业课后搜集资料制作PPT演示文稿，讲解工业机器人和机器人的区别。
以及当前工业机器人的应用领域和典型案例培训章节模块1 FANUC工业机器人装配工作站第2章工业机器人装配工作站的组成和功能授课形式讲练授课时间第周周（月日）第至节培训目标知识目标：1.掌握工业机器人装配工作站的组成内容。
2.了解装配工作站的各部分的功能。
能力目标：1.能正确认识工业机器人的工业应用。
培训重点1.掌握 FANUC工业机器人装配工作站的组成2.了解 FANUC工业机器人装配工作站的功能培训难点 1.理解 FANUC工业机器人装配工作站各组成部件的功能教学场地及教具使用教材、PPT、电脑、工业机器人实训平台培训过程方法手段时间分配导入及任务布置学习任务：1.学习了解 FANUC工业机器人装配工作站的组成。
2.了解 FANUC工业机器人装配工作站的各部件功能和总体功能。
工业机器人技术(第三版)课后答案 郭洪红主编
第一章课后习题１、工业机器人定义：是机器人的一种，由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间内完成各种作业的机电一体化的自动化生产设备。
２、工业机器人应用场合及其特点：①恶劣工作环境及危险工作（有害健康并可能危及生命，或不安全因素大不宜于人去从事的作业）②特殊作业场合和极限作业（对人类力所不及的作业）③自动化生产领域（早期工业机器人再生产主要用于上下料、点焊和喷漆，随柔性自动化出现扮演更重要角色）３、说明工业机器人的基本组成及各部分之间的关系。
答：工业机器人由三大部分六个子系统组成。
三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。
六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人—环境交互系统、人机交互系统和控制系统。
关系由右图表明：４、简述工业机器人各参数的定义：自由度、重复定位精度、工 作范围、工作速度、承载能力。
答：自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不应包括手爪（末端操作器）的开合自由度。
重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力，可以用标准偏差这个统计量来表示，它是衡量一列误差值的密集度（即重复度）。
工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。
工作速度一般指工作时的最大稳定速度。
承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。
承载能力不仅指负载，而且还包括了机器人末端操作器的质量。
５、按坐标形式分类及特点：①直角坐标型（这种机器人在x、y、z轴上的运动是独立的, 运动方程可独立处理, 且方程是线性的, 因此, 很容易通过计算机控制实现; 它可以两端支撑, 对于给定的结构长度, 刚性最大; 它的精度和位置分辨率不随工作场合而变化, 容易达到高精度。
但它的操作范围小,手臂收缩的同时又向相反的方向伸出, 即妨碍工作, 且占地面积大, 运动速度低, 密封性不好。
工作范围是立方体型）②圆柱坐标型（这种机器人可以绕中心轴旋转一个角,工作范围可以扩大,且计算简单; 直线部分可采用液压驱动,可输出较大的动力; 能够伸入型腔式机器内部。
工业机器人机械装配 第二章
2.2机械传动的分类及应用
（3）链传动 1）链传动的工作原理
链传动是由链条和具有特殊齿形的链轮组成的传递运动和（或）动力的传 动，是一种具有中间挠性件（链条）的啮合传动。
图
链传动
1-主动链 2-从动链轮 3-链条Βιβλιοθήκη 2.2机械传动的分类及应用
2）传动特点及应用
链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比 准确，工作可靠，效率高;传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸 小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等 恶劣环境中工作。
2.2机械传动的分类及应用
（2）靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递动力或运动的啮合 传动，包括齿轮传动、链传动、螺旋传动和谐波传动等。啮合传动能够用 于大功率的场合，传动比准确，但一般要求较高的制造精度和安装精度。 基本产品分类：减速机、制动器、离合器、连轴器、无级变速机、丝杠、 滑轨等。
2.2机械传动的分类及应用
2.2机械传动的分类及应用
2）传动特点及应用
带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可 以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不 需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分 广泛，如图所示输送带。
摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低，但传动比 不准确；同步带传动可保证传动同步，无滑动，可获得 恒定的速比，传动平稳、能吸震、噪声小、传动比大。 带传动除用以传递动力外，有时也用来输送物料、进行 零件的整列，在工业机器人应用系统中应用广泛等。
2.2机械传动的分类及应用
链传动的缺点主要有：仅能用于两平行轴间的传动；成本高，易磨损，易 伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用 在急速反向的传动中。
工业机器人技术与应用第2章 工业机器人的机械结构
2.4 工业机器人手部结构
2.5 工业机器人驱动与传动
2.1 工业机器人机身结构
工业机器人机身是直接连接、支承和传动手臂及行走机构的部件。它是由 臂部运动（升降、平移、回转和俯仰）机构及有关的导向装置、支撑件等 组成。 1．回转与升降型机身结构 回转与升降型机身结构主要由实现臂部的回转和升降运动的机构组成。
KUKA IR-662/100型机器人手腕传动图
2.2 工业机器人臂部结构
三、机器人臂部机构 3．臂部回转与升降机构
手臂回转与升降机构常采用回转缸与升降缸单独驱动，适用于升降行程短而 回转角度小于360°的情况，也有采用升降缸与气动马达-锥齿轮传动的结构。
2.3 工业机器人腕部结构
腕部是联接手臂和手部的结构部件，它的主要作用是确定手部的作业方向。 因此它具有独立的自由度，以满足机器人手部完成复杂的姿态调整。
一、机器人手腕的典型结构 2．手腕的典型结构 （1）单自由度回转运动手腕
回转油缸直接驱动的单自由度腕部结构 1-回转油缸 2-定片 3-腕回转轴 4-动片 5-手腕
2.3 工业机器人腕部结构
一、机器人手腕的典型结构 2．手腕的典型结构 （2）双自由度回转运动手腕
2.3 工业机器人腕部结构
一、机器人手腕的典型结构 2．手腕的典型结构 （3）三自由度回转运动手腕
4．类人机器人型机身结构 类人机器人的机身上除装 有驱动臂部的运动装置外 ，还应装有驱动腿部运动 的装置和腰部关节。
2.1 工业机器人机身结构
2.1 工业机器人机身结构
没有手臂的双足机器人Cassie
2.2 工业机器人臂部结构
手臂部件（简称臂部）是机器人的主要执行部件，它的作用是支撑腕部和 手部，并带动它们在空间运动，工业机器人腕部的空间位置及其工作空间 都与臂部的运动和臂部的参数有关。 一、机器人臂部的组成 机器人的手臂主要包括臂杆以及与其伸缩、屈伸或自转等运动有关的构件 ，如传动机构、驱动装置、导向定位装置、支撑联接和位置检测元件等。 根据臂部的运动和布局、驱动方式、传动和导向装置的不同可分为：伸缩 型臂部结构，转动伸缩型臂部结构，屈伸型臂部结构，其他专用的机械传 动臂部结构。
第二章_机器人的机械结构分析
关节型搬运机器人
关节型焊接机器人
第二章
机器人的机械结构
机器人的构型
5、平面关节型 (Selective Compliance Assembly Robot Arm ，简称SCARA) 仅平面运动有耦合性，控制较通用关节型简单。运动灵活 性更好，速度快，定位精度高，铅垂平面刚性好，适于装 配作业。
SCARA型装配机器人
有较大的作业空间，结构紧凑较复杂，定位精度较低。
极坐标型机器人模型
2018/11/2
Unimate
机器人
第二章
机ห้องสมุดไป่ตู้人的机械结构
机器人的构型
4、关节坐标型 (3R) 对作业的适应性好，工作空间大，工作灵活，结构紧凑， 通用性强，但坐标计算和控制较复杂，难以达到高精度。
2018/11/2
关节型机器人模型
2、圆柱坐标型 (R2P)
结构简单紧凑，运动直观，其运动耦合性较弱，控制也较 简单，运动灵活性稍好。但自身占据空间也较大，但转动 惯量较大，定位精度相对较低。
圆柱坐标型机器人模型
2018/11/2
Verstran 机器人
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第二章
机器人的机械结构
机器人的构型
3、极坐标型（也称球面坐标型）(2RP)
• 电动式
电源方便，响应快，驱动力较大，可以采用多种灵活的控制方案。
2018/11/2
第二章
机器人的机械结构
二、机器人的分类
1.按机器人的控制方式分类 （1）非伺服机器人 非伺服机器人按照预先编好的程序顺序进行工作， 使用限位开关、制动器、插销板和定序器来控制机器 人的运动。 （2）伺服控制机器人 通过传感器取得的反馈信号与来自给定装置的综合信 号比较后，得到误差信号，经放大后用以激发机器人 的驱动装置，进而带动手部执行装置以一定规律运动， 到达规定的位置或速度等，这是一个反馈控制系统。
第二章工业机器人的机械设计基础
相邻关节轴线垂直或水平
水平多关节机器人（ SCARA ）
l 结构特点 - 作业空间与占地面积比很大， 使用起来方便； - 沿升降方向刚性好，尤其适合 平面装配作业
SCARA-Selective Compliance Assembly Robot Arm
1978年由日本山梨大学牧野洋 教授首先提出
并联机器人 模拟器
定姿态达到的点所构成的体积空间。记作Wp (P)。
➢ 次工作空间：总工作空间中去掉灵活工作空间所余下的部分。记作Ws
(P)。
工作空间
工作空间的两个基本问题： 1、给出某一结构形式和结构参数的操作机以及关节变量的变化范围，求 工作空间。称为工作空间分析或工作空间正问题。 2、给出某一限定的工作空间，求操作机的结构形式、参数和关节变量的 变化范围。称工作空间的综合或工作空间逆问题。
等，医疗外科… 微动机构和微型机构：显微外科、细胞操作、误差补偿器. 加工设备：虚拟轴机床，很容易获得6轴联动，前两年研究
的较多，近年来，大家发现虚拟机床很难获得高的加工精 度，如天津大学的黄田教授等人进行了多年的研究，发现很 难超过20μ .
娱乐：《真实的谎言》中的拍摄施瓦辛格驾驶鹞式飞机，就 是在一个stewart平台上进行的.
主要内容
工业机器人常见构型 机器人基本概念与关键参数 机器人的运动学 机器人工作空间与轨迹规划 机器人静力学与动力学 机器人关键功能部件 机器人元器件与传动方式 机器人典型结构与运动 机器人设计与分析 机器人设计思想与设计方法
机器人组成
机器人是一个高度自动化的机电一体化设备。从控制观点来看，机器人系统 可以分成四大部分：机器人执行机构、驱动装置、控制系统、感知反馈系统。
9. 示教再现：具有记忆再现功能的机器人。操作者预先进行逐步示教，机器人记 忆有关作业程序、位置及其他信息，然后按照再现指令，逐条取出解读，在一 定精度范围内重复被示教的程序，完成工作任务。
水平多关节机器人（ SCARA ）
l 结构特点 - 作业空间与占地面积比很大， 使用起来方便； - 沿升降方向刚性好，尤其适合 平面装配作业
SCARA-Selective Compliance Assembly Robot Arm
1978年由日本山梨大学牧野洋 教授首先提出
并联机器人 模拟器
定姿态达到的点所构成的体积空间。记作Wp (P)。
➢ 次工作空间：总工作空间中去掉灵活工作空间所余下的部分。记作Ws
(P)。
工作空间
工作空间的两个基本问题： 1、给出某一结构形式和结构参数的操作机以及关节变量的变化范围，求 工作空间。称为工作空间分析或工作空间正问题。 2、给出某一限定的工作空间，求操作机的结构形式、参数和关节变量的 变化范围。称工作空间的综合或工作空间逆问题。
等，医疗外科… 微动机构和微型机构：显微外科、细胞操作、误差补偿器. 加工设备：虚拟轴机床，很容易获得6轴联动，前两年研究
的较多，近年来，大家发现虚拟机床很难获得高的加工精 度，如天津大学的黄田教授等人进行了多年的研究，发现很 难超过20μ .
娱乐：《真实的谎言》中的拍摄施瓦辛格驾驶鹞式飞机，就 是在一个stewart平台上进行的.
主要内容
工业机器人常见构型 机器人基本概念与关键参数 机器人的运动学 机器人工作空间与轨迹规划 机器人静力学与动力学 机器人关键功能部件 机器人元器件与传动方式 机器人典型结构与运动 机器人设计与分析 机器人设计思想与设计方法
机器人组成
机器人是一个高度自动化的机电一体化设备。从控制观点来看，机器人系统 可以分成四大部分：机器人执行机构、驱动装置、控制系统、感知反馈系统。
9. 示教再现：具有记忆再现功能的机器人。操作者预先进行逐步示教，机器人记 忆有关作业程序、位置及其他信息，然后按照再现指令，逐条取出解读，在一 定精度范围内重复被示教的程序，完成工作任务。
机器人技术第二章
图2-3所示的机器人， 臂部在xO1y面内有三 个独立运——升降(L1)、 伸缩(L2)、和转动(Φ1)， 腕部在xO1y面内有一 个独立的运动——转 动(Φ2)。机器人手部 位置需要一个独立变 量——手部绕自身轴 线O3C的旋转Φ3。
机器人自由度的选择
• 一般自由度的选择：机器人自由度都是根 据机器人的用途来设计的，在三维空间中 描述一个物体的位姿（位置和姿态）需要6 个自由度。工业机器人的自由度是根据其 用途而设计的，可能小于6个自由度，也可 能大于6个自由度。
指机器人重复到达某一目标位置 的差异程度。 的差异程度 。 或 在相同的位置指令
下 ， 机器人连续重复若干次其位置的 分散情况。 分散情况 。 它是衡量一列误差值的密 集程度，即重复度。 集程度，即重复度。
o
o
机器人的分辨率和精度
• 分辨率：机器人的分辨率由系统设计参数 决定，并受到位置检测反馈元件的影响。 可分为编程分辨率和控制分辨率，编程分 辨率是指程序中可以设定的最小移动单位， 又称基准分辨率；控制分辨率是指位置反 馈回路能检测到的最小位移量。当它们相 等时，系统性能达到最佳。
1、驱动系统 、 概念： 概念：要使机器人运行起来, 需给各个关节即每个运动自由度安置传动装置 作用：提供机器人各部位、各关节动作的原动力 驱动系统可以是液压传动、 气动传 动、电动传动, 或者把它们结合起来应 用的综合系统; 可以是直接驱动或者是 通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等 机械传动机构进行间接驱动。
表2-3为不同作业机器人要求的重复 精度。
工作空间（ ）：机器人 工作空间（Working space）：机器人 ）： 手腕参考点或末端操作器安装点（ 手腕参考点或末端操作器安装点（不 包括末端操作器） 包括末端操作器）所能到达的所有空 间区域， 间区域，一般不包括末端操作器本身 所能到达的区域。 所能到达的区域。
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1.机械
机械是能够帮助人们降低工作难度或省力的工具装置，是机器与机构的 总称。
（1）机械的四个组成部分： 1）输入部分 接受能量、物质和信息的部分。 2）转换和传动部分 将接受的能量、物质和信息等传递给其他机械 或者转换成其他形式的部分。 3）输出部分 直接完成指定工作的部分。 4）安装固定部分 使机械上的各个部分保持确定的位置的部分。
可用符号
机构名称
电动机
一般符号
基本符号
装在支架上的电动机
推力轴承
导杆
单向推力
滑块 齿轮机构 圆柱齿轮 圆锥齿轮
双向推力 推力滚动轴承 单向向心推力 双向向心推力
普通轴承
可用符号
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
蜗轮蜗杆 齿轮齿条 扇形齿轮 向心轴承 普通轴承 滚动轴承
槽轮机构 一般符号 外啮合 内啮合 向心推力滚动轴承
其作用是：能反映各个构件之间的连接关系、运动关系。 2. 常见的机构运动简图符号 常见的机构运动简图符号见表2-1所示。具体的可查阅GB4460-1984 机械 运简图符号，进行学习和了解。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
机构名称 平面机构
连杆
曲柄 （或摇杆）
偏心轮
基本符号
表 2-1 常见机构运动简图符号
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
（1）低副 低副是指两构件以面接触的运动副。按两构件的相对运
动形式，低副可分为转动副、移动副、螺旋副。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
（2）高副 高副是指两构件以点或线接触的运动副。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.1.2 认识机械运动简图
1.机构运动简图 用规定的简单线条和符号代表构件和运动副，按比例 尺定出运动副的位置，准确表达机构运动特征的简单图形。机构运动简图一 定要按比例尺绘制，否则只能称之为机构示意图。
机构由原动件、从动件、机架三部分组成。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.机构与构件 （2）构件 机器中运动的基本单元。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
（3）运动副 机械和仪器等都是由许多构件组成，各个构件互相接触并
做相对运动，两构件之间能产生某些相对运动的活动连接称为 运动副。
根据运动副中两构件的基础形式不同，运动副可分为低副 和高副。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
（2）机械所具有三个特征： 1、由多个构件组成； 2、各构件间有确定的相对运动关系； 3、能做功或进行能量转换。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.机构与构件 （1）机构 以传递运动或变换运动为目的，由若干个运动副组成
具有运动的系统称为机构。机构有二个条件：1）人为实体的组合；2）实 体之间又具有确定的相对运动。
工业机器人机械装配与调试
第2章
工业机器人机械零件与机构
2.1
一、工业机器人机械及机械传动基础
2.2 二、机械传动的分类及应用
2.3 三、机械运动及机构
2.4 四、液压与气压传动简介
2.1工业机器人机械及机械传动基础
机械零件与机构是机械产品中最重要的组成部分,也是工业 机器人中不可缺少的。通过本章的学习,了解在工业机器人领 域所涉及到的机械及机械传动基础知识，了解基本的机械零 件与典型机构,为接下来的学习打好基础。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.1.1 认识机械 所谓机械，就是将具有一定强度的物体
组合起来，接受外界提供的能量，按照人们 的预想要求实现确定的相对运动，从而完成 某些有效的工作的装置。工业机器人的运动 离不开多种机械零件和机械传动，因此，需 要认真学习相关的机械基础知识。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.2机械传动的分类及应用
（2）靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递动力或运动的啮合 传动，包括齿轮传动、链传动、螺旋传动和谐波传动等。啮合传动能够用 于大功率的场合，传动比准确，但一般要求较高的制造精度和安装精度。 基本产品分类：减速机、制动器、离合器、连轴器、无级变速机、丝杠、 滑轨等。
2.2机械传动的分类及应用
2.2.1 常见机械传动及工作原理
1.机械传动的分类
机械传动的形式很多， 门类繁多，本书以常见的机
柔性传动 摩擦传动
械传动进行分类，具体见表
带传动
机械传动
啮合传动
齿轮传动
刚性传动 啮合传动
蜗杆传动
螺旋传动
机械传动的分类。
摩 擦轮 传动
平 带传 动
圆 带传
动
V 带传 动
多 楔带 传动
同 步带 传动
链 传动
圆 柱齿
轮 传动
圆 锥齿 轮传
动
齿 轮齿 条传
动
人 字齿 轮传 动
环
圆
锥
面
杆
杆
滑 静滚 动 压动 螺 螺螺 旋 旋旋
2.2机械传动的分类及应用
2.常见机械传动及工作原理 （1）摩擦轮传动
1） 摩擦轮传动的工作原理 利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递运动和 动力的一种机械传动。如图所示。在正常传动时，主 动轮依靠摩擦力的作用带动从动轮转动，并保证两轮 面的接触处有足够大的摩擦力，使主动轮产生的摩擦 力矩足以克服从动轮上的阻力矩。
的概念及常用的典型结构类型；详细介绍了常用机械零件的作用； 简单介绍了机器人结构分类及机械运动简图。
2.2机械传动的分类及应用
机械传动在机械工程中应用非常广泛,机械传动有多种形式。 按受力分，可分为柔性传动和刚性传动。通常按机件间运动形式 分为两类：
（1）靠机件间的摩擦力传递动力和运动的摩擦传动，包括带传动、绳传 动和摩擦轮传动等。摩擦传动容易实现无级变速,适用于轴间距较大的传动 场合,过载打滑还能起到缓冲和保护传动装置的作用，但这种传动一般不能 用于大功率的场合，也不能保证准确的传动比。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.机械零件的分类 机械零件通常可按用途分类如下： 连接件:螺栓、螺母等。 轴用件：轴、联轴器、轴承和键等。 传动件：齿轮、V带、链和凸轮等。 制动器与缓冲件：制动器和弹簧等。 管件：管、管接头和阀等。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
小结： 本节主要介绍了机械、机构和构件的概念及应用，零件、部件
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.1.3 认识通用机械零件与部件
1.零件与部件 （1）零件 机器中最小的制造单元；如螺钉。 （2）部件 一套协同工作且完成共同任务的零件组合；如轴承。 （3）通用机械零、部件 机械由许多零件、部件组成，在这些零件、部 件中，有螺栓、螺母、轴、齿轮和弹簧等零件、部件。在各种机械中基本都会 用到这些零件、部件，统称为通用机械零、部件。 （4）专用零件 仅在特定类型机器中使用的零件；如：活塞、曲轴。
机械是能够帮助人们降低工作难度或省力的工具装置，是机器与机构的 总称。
（1）机械的四个组成部分： 1）输入部分 接受能量、物质和信息的部分。 2）转换和传动部分 将接受的能量、物质和信息等传递给其他机械 或者转换成其他形式的部分。 3）输出部分 直接完成指定工作的部分。 4）安装固定部分 使机械上的各个部分保持确定的位置的部分。
可用符号
机构名称
电动机
一般符号
基本符号
装在支架上的电动机
推力轴承
导杆
单向推力
滑块 齿轮机构 圆柱齿轮 圆锥齿轮
双向推力 推力滚动轴承 单向向心推力 双向向心推力
普通轴承
可用符号
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
蜗轮蜗杆 齿轮齿条 扇形齿轮 向心轴承 普通轴承 滚动轴承
槽轮机构 一般符号 外啮合 内啮合 向心推力滚动轴承
其作用是：能反映各个构件之间的连接关系、运动关系。 2. 常见的机构运动简图符号 常见的机构运动简图符号见表2-1所示。具体的可查阅GB4460-1984 机械 运简图符号，进行学习和了解。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
机构名称 平面机构
连杆
曲柄 （或摇杆）
偏心轮
基本符号
表 2-1 常见机构运动简图符号
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
（1）低副 低副是指两构件以面接触的运动副。按两构件的相对运
动形式，低副可分为转动副、移动副、螺旋副。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
（2）高副 高副是指两构件以点或线接触的运动副。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.1.2 认识机械运动简图
1.机构运动简图 用规定的简单线条和符号代表构件和运动副，按比例 尺定出运动副的位置，准确表达机构运动特征的简单图形。机构运动简图一 定要按比例尺绘制，否则只能称之为机构示意图。
机构由原动件、从动件、机架三部分组成。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.机构与构件 （2）构件 机器中运动的基本单元。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
（3）运动副 机械和仪器等都是由许多构件组成，各个构件互相接触并
做相对运动，两构件之间能产生某些相对运动的活动连接称为 运动副。
根据运动副中两构件的基础形式不同，运动副可分为低副 和高副。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
（2）机械所具有三个特征： 1、由多个构件组成； 2、各构件间有确定的相对运动关系； 3、能做功或进行能量转换。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.机构与构件 （1）机构 以传递运动或变换运动为目的，由若干个运动副组成
具有运动的系统称为机构。机构有二个条件：1）人为实体的组合；2）实 体之间又具有确定的相对运动。
工业机器人机械装配与调试
第2章
工业机器人机械零件与机构
2.1
一、工业机器人机械及机械传动基础
2.2 二、机械传动的分类及应用
2.3 三、机械运动及机构
2.4 四、液压与气压传动简介
2.1工业机器人机械及机械传动基础
机械零件与机构是机械产品中最重要的组成部分,也是工业 机器人中不可缺少的。通过本章的学习,了解在工业机器人领 域所涉及到的机械及机械传动基础知识，了解基本的机械零 件与典型机构,为接下来的学习打好基础。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.1.1 认识机械 所谓机械，就是将具有一定强度的物体
组合起来，接受外界提供的能量，按照人们 的预想要求实现确定的相对运动，从而完成 某些有效的工作的装置。工业机器人的运动 离不开多种机械零件和机械传动，因此，需 要认真学习相关的机械基础知识。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.2机械传动的分类及应用
（2）靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递动力或运动的啮合 传动，包括齿轮传动、链传动、螺旋传动和谐波传动等。啮合传动能够用 于大功率的场合，传动比准确，但一般要求较高的制造精度和安装精度。 基本产品分类：减速机、制动器、离合器、连轴器、无级变速机、丝杠、 滑轨等。
2.2机械传动的分类及应用
2.2.1 常见机械传动及工作原理
1.机械传动的分类
机械传动的形式很多， 门类繁多，本书以常见的机
柔性传动 摩擦传动
械传动进行分类，具体见表
带传动
机械传动
啮合传动
齿轮传动
刚性传动 啮合传动
蜗杆传动
螺旋传动
机械传动的分类。
摩 擦轮 传动
平 带传 动
圆 带传
动
V 带传 动
多 楔带 传动
同 步带 传动
链 传动
圆 柱齿
轮 传动
圆 锥齿 轮传
动
齿 轮齿 条传
动
人 字齿 轮传 动
环
圆
锥
面
杆
杆
滑 静滚 动 压动 螺 螺螺 旋 旋旋
2.2机械传动的分类及应用
2.常见机械传动及工作原理 （1）摩擦轮传动
1） 摩擦轮传动的工作原理 利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递运动和 动力的一种机械传动。如图所示。在正常传动时，主 动轮依靠摩擦力的作用带动从动轮转动，并保证两轮 面的接触处有足够大的摩擦力，使主动轮产生的摩擦 力矩足以克服从动轮上的阻力矩。
的概念及常用的典型结构类型；详细介绍了常用机械零件的作用； 简单介绍了机器人结构分类及机械运动简图。
2.2机械传动的分类及应用
机械传动在机械工程中应用非常广泛,机械传动有多种形式。 按受力分，可分为柔性传动和刚性传动。通常按机件间运动形式 分为两类：
（1）靠机件间的摩擦力传递动力和运动的摩擦传动，包括带传动、绳传 动和摩擦轮传动等。摩擦传动容易实现无级变速,适用于轴间距较大的传动 场合,过载打滑还能起到缓冲和保护传动装置的作用，但这种传动一般不能 用于大功率的场合，也不能保证准确的传动比。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.机械零件的分类 机械零件通常可按用途分类如下： 连接件:螺栓、螺母等。 轴用件：轴、联轴器、轴承和键等。 传动件：齿轮、V带、链和凸轮等。 制动器与缓冲件：制动器和弹簧等。 管件：管、管接头和阀等。
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
小结： 本节主要介绍了机械、机构和构件的概念及应用，零件、部件
2.1工业机器人机械及机械 传动基础
2.1.3 认识通用机械零件与部件
1.零件与部件 （1）零件 机器中最小的制造单元；如螺钉。 （2）部件 一套协同工作且完成共同任务的零件组合；如轴承。 （3）通用机械零、部件 机械由许多零件、部件组成，在这些零件、部 件中，有螺栓、螺母、轴、齿轮和弹簧等零件、部件。在各种机械中基本都会 用到这些零件、部件，统称为通用机械零、部件。 （4）专用零件 仅在特定类型机器中使用的零件；如：活塞、曲轴。