完整版24机器人机身及行走机构
图 2.63 三角轮系的机构图
图 2.64 (a) 全方位方式; (b) 转弯方式; (c) 旋转方式; (d) 制动方式
5.履带式行走机器人:
? 特点:
? 可以在有些凸凹的地面上行走,可以跨越障 碍物,能爬梯Fra bibliotek不太高的台阶。
3.各种坐标类型机身运动方案设计( 3):
? 关节坐标式机器人:
? 这种类型的机器人 主体结构的三个自 由度均为回转运动, 构成机器人的回转 运动、俯仰运动和 偏转运动。通常 仅 把回转运动归结为 机身。
3.各种坐标类型机身运动方案设计( 4):
? 直角坐标式机器人:
? 这种类型的机器人 主体结构具有三个 自由度且都是直线 运动。通常 把升降 运动或水平移动的 自由度归为机身部 分。
? 升降运动:
? 升降缸体2、齿轮套筒6、回转台1整个一起升降运动
齿条活塞缸—升降缸机构图例:
2.回转与俯仰机身:
? 机器人手臂的俯仰运动, 一般采用活塞 缸与连杆机构实现 。手臂俯仰运动用的 活塞缸位于手臂的下方,其活塞杆和手 臂用铰链连接好,缸体采用尾部耳环或 中部销轴等方法与立柱连接。
回转与俯仰机身图例:
3.固定轨道式机器人运动的实现:
? 机器人机身底座,安装在一个可移动 的拖板上,依靠 丝杆螺母副的运动 将 来自电机的旋转运动转化为直线运动。
4.车轮式行走机器人:
? 分类:
? 车轮式行走机器人通常有三轮、四轮、六 轮之分。它们或有驱动轮和自位轮,或有 驱动轮和转向机构,用来转弯。
? 适用范围:
链轮—液压缸机构图例: 每个液压缸
只有一个油 口。
问题: 要使立柱作大于360°的旋转,对活塞 的行程有什么要求?
1.回转与升降机身(2):
? 直线运动液压缸 —摆动液压缸 机构:
? 构成:
? 主要由直线运动液压缸、摆动液压缸、花键导向轴、机身 本体等部分构成。
? 工作原理:
? 回转运动:
? 摆动液压缸进油→摆动缸动片7摆动→带动摆动缸套5摆动 ? 由于花键轴3只起导向作用而不回转,摆动缸定片与花键轴
? 圆柱坐标式机器人:
? 这种类型的机器人 主体结构通常具有 三个自由度:一个 回转运动(腰转) 及两个直线移动 (升降运动及手臂 伸缩运动)。 腰转 运动及升降运动通 常由机身来实现 。
3.各种坐标类型机身运动方案设计( 2):
? 球面坐标式机器人:
? 这种类型的机器人主 体结构通常具有三个 自由度:绕垂直轴线 的回转运动(回转运 动)、绕水平轴线的 回转运动(俯仰运动) 及手臂的伸缩运动。 通常把回转及俯仰运 动归属于机身。
机器人机身及行走机构
主讲 郝建豹
引言:
? 机器人机械结构由三大部分构成: 机身、手臂(含手腕) 、手部 。其 中机身又称立柱,是支承臂部的部 件。同时,大多数工业机器人必须 有一个便于安装的基础部件,这就 是机器人的基座, 基座往往与机身 做成一体 。有些机器人需要行走, 机身下面还会安装有行走机构。
? 最适合平地行走,不能跨越高度,不能爬 楼梯。
图 2.57 利用陀螺仪的二轮车
三轮行走机器人图例:
三轮行走机器人结构及驱动:
? 构成:三个车轮、转向叉、驱动装置等。
? 驱动方案:
? 电机5驱动轮1:通过V1、V2的不同速度控制小车的 移动方向,同时,转向叉3自动地转向正确的方向。 此时轮2受到地面的摩擦而滚动。
一、机身的自由度和运动
1.机身的自由度:
? 机身往往具有升降、回转及俯仰三个 自由度。
2.机身的运动:
? 由上面三个自由度可以组合成机身 五种运动形式。分别是:
? 回转运动; ? 升降运动;
? 回转—升降运动; ? 回转—俯仰运动; ? 回转—升降运动—俯仰运动。
3.各种坐标类型机身运动方案设计( 1):
? 电机6驱动轮2:由电机6驱动,小车的方向由专用电 机7驱动转向叉实现。此时轮1自由滚动。
? 缺陷:施加在角落的力容易产生使机器人翻倒,
对负载有一定的限制。
图2.59所示的三组轮是由美国 Unimation stanford 行走 机器人课题研究小组设计研制的。 它采用了三组轮子, 呈等边 三角形分布在机器人的下部。
3、机身升降运动的行程和回 转运动角度取决于什么?
4、画出零件2的结构图。
花键轴与花键孔:
1.回转与升降机身(3):
? 齿条活塞缸 —升降缸机构:
? 构成:
? 主要由升降缸体、齿条缸、齿轮套筒、固定立柱和升降回 转台等部分构成。
? 工作原理:
? 回转运动:
? 齿条缸的齿条活塞杆直线运动 →齿轮套筒6回转运动→齿轮 套筒6 和升降缸体2及升降回转台1固联→升降回转台1 回转
三、机器人行走机构
1.行走机构的构成:
? 机器人行走机构通常由 驱动装置 、传 动装置 、位置检测装置 、传感器 、电 缆和管路等构成。
2.行走机构的分类:
? 按运行轨迹分:
? 分为固定轨迹式 和无固定轨迹式 两种。固 定轨迹式主要用于工业机器人
? 按行走机构的特点分:
? 对于无固定轨迹机器人,可分为 轮式、履 带式和步行式 等。前两者与地面连续接触, 后者与地面为间断接触。
图 2.59 三组轮
四轮行走机器人:
图 2.60 四轮车的驱动机构和运动
图2.62所示为四轮防爆机器人, 该轮系由于采用了四组轮 子, 运动稳定性有很大提高。但是 ,要保证四组轮子同时和地 面接触, 必须使用特殊的轮系悬挂系统。它需要四个驱动电机 , 控制系统也比较复杂, 造价也较高。
排爆机器人
之间通过平键和螺钉固定连接,保证定片的位置确定。
? 升降运动:
? 活塞1下腔进油→活塞推动机身沿花键轴上升 ? 活塞1上腔进油→活塞推动机身沿花键轴下降
直线运动液压缸—摆动液压缸机构图例:
油口
问题:
1、摆动液压缸的动片与缸的
什么部件相连?机械臂将与摆 动液压缸的什么部件相连?
油口
2、为什么采用长度较短的花 键套导向?
二、机身典型结构
1.回转与升降运动机身(1):
? 链轮—液压缸机构:
? 构成:
? 主要由链轮机构、液压缸机构、机身本体部 分构成。且升降机构位于转动机构的上方。
? 工作原理:
? 回转运动:
? 通过液压缸活塞的移动→带动链条的移动→链轮 的转动→机身的转动
? 升降运动:
? 活塞的上下移动→带动机身的上下升降
机器人机身跟行走机构资料
升降运动:
活塞1下腔进油→活塞推动机身沿花键轴上升 活塞1上腔进油→活塞推动机身沿花键轴下降
直线运动液压缸—摆动液压缸机构图例:
油口
油口
问题:
1、摆动液压缸的动片与缸的 什么部件相连?机械臂将与摆 动液压缸的什么部件相连?
2、为什么采用长度较短的花 键套导向?
机身往往具有升降、回转及俯仰三个 自由度。
2.机身的运动:
由上面三个自由度可以组合成机身 五种运动形式。分别是:
回转运动; 升降运动;
回转—升降运动; 回转—俯仰运动; 回转—升降运动—俯仰运动。
3.各种坐标类型机身运动方案设计(1):
圆柱坐标式机器人:
这种类型的机器人 主体结构通常具有 三个自由度:一个 回转运动(腰转) 及两个直线移动 (升降运动及手臂 伸缩运动)。腰转 运动及升降运动通 常由机身来实现。
三、机器人行走机构
1.行走机构的构成:
机器人行走机构通常由驱动装置、传 动装置、位置检测装置、传感器、电 缆和管路等构成。
2.行走机构的分类:
按运行轨迹分:
分为固定轨迹式和无固定轨迹式两种。固 定轨迹式主要用于工业机器人
按行走机构的特点分:
对于无固定轨迹机器人,可分为轮式、履 带式和步行式等。前两者与地面连续接触, 后者与地面为间断接触。
链轮—液压缸机构图例: 每个液压缸
只有一个油 口。
问题: 要使立柱作大于360°的旋转,对活塞 的行程有什么要求?
1.回转与升降机身(2):
直线运动液压缸—摆动液压缸机构:
构成:
主要由直线运动液压缸、摆动液压缸、花键导向轴、机身 本体等部分构成。
机器人行走结构
机器人行走结构的类型及特点一、移动机器人行走机构概述机器人行走机构按照其运动轨迹可分为固定式轨迹和无固定式轨迹两种。
固定式轨迹主要用于工业机器人,它是对人类手臂动作和功能的模拟和扩展;无固定轨迹就是指具有移动功能的移动机器人,它是对人类行走功能的模拟和扩展。
移动机器人的行走结构形式主要有:车轮式移动结构;履带式移动结构;步行式移动结构。
此外,还有步进式移动结构、蠕动式移动结构、混合式移动结构和蛇行式移动结构等,适合于各种特别的场合。
从移动机器人所处环境看,可以分为结构环境和非结构环境两类。
结构环境:移动环境是在轨道上(一维)和铺好的道路(二维)。
在这种场合,就能利用车轮移动结构。
非结构环境:陆上二维、三维环境;海上、海中环境;空中宇宙环境等原有的自然环境。
陆上建筑物的阶梯、电梯、间隙沟等。
在这样的非结构环境领域,可参考自然界动物的移动机构,也可以利用人们开发履带,驱动器。
例如:2足、4足、6足及多足等步行结构。
行走结构的设计对于移动机器人的工作效率有着至关重要的作用,选择适当、精巧的行走结构往往可以大大提高机器人的动作效率。
这就需要我们熟悉和了解不同机器人行走结构的类型及特点。
二、三种常见的行走结构1)车轮式移动结构两车轮:像自行车只有两个车轮的结构。
两车轮的速度、倾斜等物理量精度不高,因此进行机器人化,所需便宜、简单、可靠性高的传感器难以获得。
此外,两轮车制动时以及低速运行时也极不稳定。
三轮车:三轮移动结构是车轮式机器人的基本移动结构,其结构是后轮用两轮独立驱动,前轮用小脚轮构成组合。
这种结构的特点是结构组成简单,而且旋转半径可以从0到无限大,任意设定。
但是他的旋转中心是在连接两驱动轴的连线上,所以旋转半径即使是0,旋转中心也与车体的中心不一致。
四轮车:四轮车的驱动结构和运动基本上和三轮车相同。
和汽车一样,适合于高速行走,稳定性也好。
一般情况下,车轮式行走结构最适合平地行走,不能跨越高度,不能爬楼梯。
机器人本体结构_图文
腕部及手部结构
机器人腕部结构的基本形式和特点
机器人的手部作为末端执行器是完成抓握工件或执行特定作业的重要部件,也需要有多种结构。腕部是 臂部与手部的连接部件,起支承手部和改变手部姿态的作用。目前,RRR型三自由度手腕应用较普遍。
腕部是机器人的小臂与末端执行器(手部或称手爪)之间的连接部件,其作用是利用自身的活动度确定手部 的空间姿态。对于一般的机器人,与手部相连接的手腕都具有独驱自转的功能,若手腕能在空间取任意 方位,那么与之相连的手部就可在空间取任意姿态,即达到完全灵活。 从驱动方式看,手腕一般有两种形式,即远程驱动和直接驱动。直接驱动是指驱动器安装在手腕运动关 节的附近直接驱动关节运动,因而传动路线短,传动刚度好,但腕部的尺寸和质量大,惯量大。远程驱 动方式的驱动器安装在机器人的大臂、基座或小臂远端上,通过连杆、链条或其他传动机构间接驱动腕 部关节运动,因而手腕的结构紧凑,尺寸和质量小,对改善机器人的整体动态性能有好处,但传动设计 复杂,传动刚度也降低了。 按转动特点的不同,用于手腕关节的转动又可细分为滚转和弯转两种。滚转是指组成关节的两个零件自 身的几何回转中心和相对运动的回转轴线重合,因而能实现360°无障碍旋转的关节运动,通常用R来标 记。弯转是指两个零件的几何回转中心和其相对转动轴线垂直的关节运动。由于受到结构的限制,其相 对转动角度一般小于360°。弯转通常用B来标记。
一、腕部的自由度
手腕按自由度个数可分为单自由度手腕、二自由度手腕和三自由度手腕。
腕部实际所需要的自由度数目应根据机器人的工作性能要求来确定。在有些情况下,腕部具 有两个自由度,即翻转和俯仰或翻转和偏转。一些专用机械手甚至没有腕部,但有些腕部为 了满足特殊要求还有横向移动自由度。
6种三自由度手腕的结合方式示意图
工业机器人结构设计ppt课件
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
N
N
P
N=P/2 注:①两手指平移 ②增力比(N/P)小
齿轮齿条式手部结构
No.32
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
α
γB A β
P
C
EN
N
N=PLcos(α+β+γ)/(2lsinαcosβ)
2、开式连杆系中的每根连杆都 具有独立的驱动器,属于主动连 杆系,连杆的运动各自独立,不 同连杆的运动之间没有依从关系, 运动灵活。
No.5
2.1 机器人本体的基本结构
二、机器人本体基本结构特点:
3、连杆驱动扭矩的顺态过程在 时域中的变化非常复杂,且和执 行器反馈信号有关。连杆的驱动 属于伺服控制型,因而对机械传 动系统的刚度、间隙和运动精度 都有较高的要求。
应根据被抓取工件的要求确定吸盘的形 状。由于气吸式手部多吸附薄片状的工 件,故可用耐油橡胶压制不同尺寸的盘 状吸头。
No.41
2.2.2 吸附式手部的设计
三、气吸式手部的吸力计算
吸盘吸力的大小主要取决于真空度(或 负压的大小)与吸附面积的大小。
真空吸盘吸力F计算公式:
F nD2 ( H )
4K1K2K3 76
注:①AB=DE,DB=AE,L=BC杆长,l=AB杆长; ②两手指保持平行;③当α角较小时,可获得较大的力比。
平行连杆杠杆式手部结构
No.33
2.2.1 钳爪式手部的设计
四、钳爪式手部结构及其夹紧力的计算公式举例
P
φ
α
c
bN
N
N=Pcsin(α+φ)/2bsinαsinφ
(完整版)机器人基本结构
• 手腕:改变手部空间方向并将作业载荷传到手臂, 独立自由度;
• 手臂:将被抓取工件传送到给定位置,并将载荷 传递到机座;
• 机身:支撑作用,基础部分; • 移动机构:移动机器人,一定空间范围内运动, • 臂杆质量小,结构静,动态刚度高,固有频率避
控制系统
• 控制系统的任务是根据机器人的作业指令程 序以及从传感器反馈回来的信号支配机器人 的执行机构完成规定的运动和功能。若不具 备信息反馈特种,则为开环控制系统;具备 信息反馈特征则为闭环控制系统。根据控制 原理可分为程序控制系统,适应性控制系统, 人工智能控制系统;根据控制运动形式分为 点位控制和轨迹控制。
• 感知系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成, 获取内部和外部环境状态信息,确定机械部件各部 分的运行轨迹、状态、位置和速度等信息,使机械 部件各部分按预定程序和工作需要进行动作。智能 传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智 能化水平。人类感知系统对外部信息获取比较灵巧, 但一些特殊信息传感器感知更有效。
• 重复定位精度±0.2: • 不同速度、不同方位反复试
验次数越多重复定位精度评 价越准确;
工作范围
• 指手臂安装点或手腕中心所能达到的空间区 域,末端操作器形状尺寸多样,不考虑;
• 机器人工作范围的形状和大小非常 工作速度是指机器人在工作载荷条件下,匀速运 动过程中,机械接口中心或工具中心点在单位时 间内所移动的距离或转动的角度。
• 一般描述一个物体的位置和姿态需要六个自由 度;
• 机器人自由度是根据用途设计的,可多用六个 自由度,也可小于六个自由度。
• 三自由度机器人:底座水平转动,上臂弯曲, 肘弯曲;
• 自由度多通用性好,但结构复杂,矛盾。工业 机器人自由度选择与生产要求有关:批量生产 要求速度快、可靠性高,自由度可以少些;更 换产品,增加柔性,自由度可多。工业机器人 自由度一般4~6个,7个以上为冗余自由度,主 要增加避障。
机器人行走机构原理6
机器人行走机构原理机器人行走机构是指用于控制机器人移动和行走的结构和装置。
它是实现机器人在不同环境中自由移动和执行任务的关键部件。
机器人行走机构的设计和原理直接影响着机器人的稳定性、速度、灵活性和适应性。
1. 基本概念在探讨机器人行走机构的原理之前,先来了解一些基本概念:•步态(Gait):指机器人在运动过程中,支撑腿与摆动腿之间的相对运动规律。
不同步态适用于不同环境和任务需求。
•支撑腿(Support Leg):指在行走过程中用于支撑和稳定身体的腿。
•摆动腿(Swing Leg):指在行走过程中用于推进身体向前移动的腿。
•步态周期(Gait Cycle):指完成一次完整步态所需要的时间。
•步幅(Stride Length):指每一步前进的距离。
2. 行走方式2.1. 轮式行走轮式行走是最常见且简单的行走方式之一。
它使用轮子作为机器人的运动部件,通过控制轮子的转动来实现机器人的行走。
轮式行走机构可以分为两种类型:差速驱动和全向驱动。
2.1.1. 差速驱动差速驱动是指通过控制左右两侧轮子的转速差异来实现机器人的转弯和定位。
当左右两侧轮子转速相等时,机器人直线行走;当两侧轮子转速不等时,机器人会产生转向力矩,从而实现转弯。
差速驱动的优点是结构简单、成本低廉,适用于平坦且无障碍物的环境。
然而,它在不同地面上的摩擦力变化较大时容易出现滑移现象,并且在越野或不平坦地形上表现较差。
2.1.2. 全向驱动全向驱动是指通过控制多个轮子(通常是三个或四个)以不同方向和速度旋转来实现机器人的任意方向移动。
全向驱动可以通过组合直线运动和旋转运动来实现复杂路径的行走。
全向驱动的优点是机器人具有更好的机动性和灵活性,能够在狭窄空间中进行精确移动和定位。
然而,全向驱动的结构复杂、成本较高,并且对地面摩擦力要求较高。
2.2. 腿式行走腿式行走是模仿生物行走方式的一种机器人行走方式。
它使用类似于生物的腿部结构来实现机器人的行走。
机器人的机械结构系统(3)
课前提问
1. 机器人有哪几部分组成? 2. 各部分的作用有哪些? 3. 什么是自由度? 4. 什么是工作空间? 5. 什么是工作速度? 6. 什么是工作载荷? 7. 什么是控制方式? 8. 什么是驱动方式? 9. 什么是精度、重复精度? 10. 什么是分辨率?
课前提问
1. 臂部构成主要包括那些? 2. 臂部主要有哪几类? 3. 手臂的驱动安装在哪里? 4. 手臂的运动有几种? 5. 手腕的运动有几种? 6. 什么是手腕?作用是什么? 7. 手腕的驱动安装在哪里? 8. 手部的三个回转方向? 9. 什么是柔顺手腕? 10. 柔顺技术有哪几种?
2.履带式行走机构
(2)履带行走机构的形状
形状一:驱动轮及导向轮兼作支承轮,增大支承地面面积,改 善了稳定性,此时驱动轮和导向轮只微量高于地面。
形状二:不作支承轮的驱动轮与导向轮装得高于地面,链条引 入引出时角度达50度,其好处是适合于穿越障碍,另外因为减少 了泥土夹入引起的磨损和失效,可以提高驱动轮和导向轮的寿命。
1轮和2轮行走机构在实现上的主要障碍是稳定性问题,实际应用的车轮 式行走机构多为3轮和4轮。
两后轮独立驱动
前轮驱动和转向 后轮差动前轮转向
1.车轮式行走机构 (2)车轮的配置和转向机构
4轮车轮的配置
后轮分散驱动
四轮同步转向机构
1.车轮式行走机构
(3)越障轮式机构 普通车轮行走机构对崎岖不平地面适应性很差,为了提高轮 式车辆的地面适应能力,研究了越障轮式机构。
好
用自由度数衡量的机械结构之简单 性
最 好
最 好
好
好
好
有
78
最最 好好 最最 好好 最最 好好
好好
有有
3. 足式行走机构
机器人的机械结构系统(1)
二、机器人的臂部机构
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: (1)伸缩型臂部结构; (2)转动伸缩型臂部结构; (3)屈伸型臂部结构; (4)其他专用的机械传动臂部结构。
伸缩型臂部结构可由液(气)压缸驱动或直线电机驱动; 转动伸缩型臂部结构除了臂部做伸缩运动,还绕自身轴线运动,以便使 手部旋转运动。转动可由液(气)压缸驱动或机械传动
杆升降台。
一、机器人的机身机构
(2)俯仰型机身结构; 由实现手臂左右回转和上下俯仰的部件组成: 它用手臂的俯仰运动部件代替手臂的升降运动部件。 俯仰运动大多采用摆式直线缸驱动。
一、机器人的机身机构
(3)直移型机身结构; 多为悬挂的;机身实际是悬挂手臂的横梁。 为使手臂能沿横梁平移,除了要有驱动和传动机构 外,导轨是一个重要的部件
一、机器人的机身机构
机身是直接联接、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。由于机器人的运动型式、使用条件、负载能力 各不相同,所采用的驱动装置、传动机构、导向装置也不同, 致使机身结构有很大差异。
一般情况下,实现臂部的升降、回转或或俯仰等运动的驱 动装置或传动件都安装在机身上。臂部的运动愈多,机身的结 构和受力愈复杂。机身既可以是固定式的,也可以是行走式的, 即在它的下部装有能行走的机构,可沿地面或架空轨道运行。
二、机器人的臂部机构
机身和臂部的配置形式
机座式:机身设计成机座式,这种机器人可以是独立的、 自成系统的完整装置,可以随意安放和搬动。
单臂回转式
双臂回转式多臂回转式二、机器人的臂部机构机身和臂部的配置形式
屈伸式:屈伸式机器人的臂部由大小臂组成,大小臂间有相对运 动,称为屈伸臂。
机器人本体结构
三、手爪的典型结构
1.机械手爪
气动手爪 1—扇形齿轮;2—齿条; 3—活塞;4—气缸;5—爪钳
V形爪钳
四种手爪传动机构
2.磁力吸盘
电磁吸盘结构 l—电磁吸盘;2—防尘盖;3—线圈;4—外壳体
3.真空式吸盘
1—电动机;2—真空泵;3、4—电磁阀;5—吸盘;6—通大气
四、机器人传动机构
1.齿轮传动 行星齿轮传动
二、RRR型手腕
RRR型手腕结构示意图
RRR型手腕容易实现远距传动。 为了实现运动的传递,RRR型手腕的中间关节是斜置 的,三根转动轴内外套在同一转动轴线上,最外面 的转动轴套直接驱动整个手腕转动,中间的轴套驱 动斜置的中间关节运动,中心轴驱动第三个滚转关 节。 RRR型手腕制造简单,润滑条件好,机械效率高,应 用较为普遍。
一、腕部的自由度
手腕按自由度个数可分为单自由度手腕、二自由度手腕和三自由度手腕。 腕部实际所需要的自由度数目应根据机器人的工作性能要求来确定。在有些情况下,腕部具 有两个自由度,即翻转和俯仰或翻转和偏转。一些专用机械手甚至没有腕部,但有些腕部为 了满足特殊要求还有横向移动自由度。
6种三自由度手腕的结合方式示意图
谐波传动
1—刚轮;2—刚轮内齿圈;3—输入轴; 4—谐波发生器;5—轴;6—柔轮;7—柔轮齿圈 液压静压谐波发生器的谐波传动
1—凸轮;2—柔轮;3—小孔
2.丝杠—螺母;3—滚珠;4—导向槽
3.带传动与链传动 4.绳传动与钢带传动 5.连杆与凸轮传动 6.流体传动
RRR型手腕关节远程传动示意图
三、腕部的典型结构
1.单自由度回转运动手腕
单自由度回转运动手腕用回转油缸或气缸直接驱动实现腕部回转运动。这种手腕具有结构紧凑, 体积小,运动灵活,响应快,精度高等特点,但回转角度受限制,一般小于270°
机器人行走结构
机器人行走结构的类型及特点一、移动机器人行走机构概述机器人行走机构按照其运动轨迹可分为固定式轨迹和无固定式轨迹两种。
固定式轨迹主要用于工业机器人,它是对人类手臂动作和功能的模拟和扩展;无固定轨迹就是指具有移动功能的移动机器人,它是对人类行走功能的模拟和扩展。
移动机器人的行走结构形式主要有:车轮式移动结构;履带式移动结构;步行式移动结构。
此外,还有步进式移动结构、蠕动式移动结构、混合式移动结构和蛇行式移动结构等,适合于各种特别的场合。
从移动机器人所处环境看,可以分为结构环境和非结构环境两类。
结构环境:移动环境是在轨道上(一维)和铺好的道路(二维)。
在这种场合,就能利用车轮移动结构。
非结构环境:陆上二维、三维环境;海上、海中环境;空中宇宙环境等原有的自然环境。
陆上建筑物的阶梯、电梯、间隙沟等。
在这样的非结构环境领域,可参考自然界动物的移动机构,也可以利用人们开发履带,驱动器。
例如:2足、4足、6足及多足等步行结构。
行走结构的设计对于移动机器人的工作效率有着至关重要的作用,选择适当、精巧的行走结构往往可以大大提高机器人的动作效率。
这就需要我们熟悉和了解不同机器人行走结构的类型及特点。
二、三种常见的行走结构1)车轮式移动结构两车轮:像自行车只有两个车轮的结构。
两车轮的速度、倾斜等物理量精度不高,因此进行机器人化,所需便宜、简单、可靠性高的传感器难以获得。
此外,两轮车制动时以及低速运行时也极不稳定。
三轮车:三轮移动结构是车轮式机器人的基本移动结构,其结构是后轮用两轮独立驱动,前轮用小脚轮构成组合。
这种结构的特点是结构组成简单,而且旋转半径可以从0到无限大,任意设定。
但是他的旋转中心是在连接两驱动轴的连线上,所以旋转半径即使是0,旋转中心也与车体的中心不一致。
四轮车:四轮车的驱动结构和运动基本上和三轮车相同。
和汽车一样,适合于高速行走,稳定性也好。
一般情况下,车轮式行走结构最适合平地行走,不能跨越高度,不能爬楼梯。
