关节型机器人基本结构
工业机器人运动学基础篇：运动学构型
工业机器人运动学基础篇：运动学构型本文重点介绍工业机器人常用运动学构形，以下是工业机器人的几种常用结构形式（图），图文描述非常详细，希望能对大家带来帮助！！1、笛卡尔机械臂优点：很容易通过计算机控制实现，容易达到高精度。
缺陷：妨碍工作,且占地面积大,运动速度低,密封性欠缺。
①焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码、（软仿型）喷涂、目标跟随、排爆等一系列工作。
②适用于多种类，批量的柔性化作业，提高产品质量，提高劳动生产效率，改进劳动条件和产品的快速更新换代有着显著作用。
2、铰链型机械臂（关节型）关节机器人的关节全都是旋转的,相似于人的手臂,工业机器人中最常见的结构。
它的工作范围较为复杂。
①汽车零配件、模具、钣金件、塑料产品、玻璃制品、陶瓷、航空等的快速检测及产品开发。
②车身装配拆卸、通用机械装配拆卸等制造质量控制等的三坐标测量及误差检测。
③古董、艺术品、雕塑、卡通人物造型、人像成品等的制作。
④汽车整车现场测量和检测等。
3、SCARA机械臂SCARA机器人常用于装配拆卸等作业,最显著的特点是它们在x-y平面上的活动具有较大的柔性,而沿z轴具有很强的刚性,因而,它具有选择性的柔性。
这种机器人在装配作业中取得了较好的使用。
①大量用于装配印刷电路板和电子零部件②搬动和取放物件，如集成电路板等③普通使用于塑料行业、汽车行业、电子产品行业、药品行业和食品工业等领域.④搬取零件和装配工作。
4、球面坐标型机械臂特点：围绕着中心支架附近的工作范围大,两个转动驱动装置容易密封,延伸工作空间较大。
但该坐标复杂,难于控制,且直线驱动装置存在密封的缺陷。
5、圆柱面坐标型机械臂优点：且计算简单;直线部分可使用液压驱动,可输出较大的动力;能够伸入型腔式机器内部。
缺陷：它的手臂能够延伸的空间遭到限制,不能到达近立柱或近地面的空间;直线驱动部分难以密封、防尘;后臂工作时,手臂后端会碰到运动范围内别的物体。
关节型机器人机械臂结构设计
关节型机器人机械臂结构设计关节连接是机械臂结构设计的核心之一、通常使用球面接头或者转动关节进行连接，以实现机械臂关节的灵活运动。
球面接头由一个球型部件和一个杯形部件组成，通过球面接触面的滚动实现相对转动。
转动关节采用轴承来实现关节的转动功能。
关节连接的设计需要考虑机械臂的负载情况和运动自由度，以确保机械臂的运动灵活性和稳定性。
材料选择是机械臂结构设计的另一个重要方面。
机械臂的材料选择需要考虑机械强度、刚度和重量等因素。
一般来说，机械臂的结构部件采用铝合金或者钛合金等轻质材料，以减轻机械臂自身的重量，提高其运动速度和操作效率。
传动装置是机械臂结构设计中的关键部分。
传动装置通常采用电机和减速器来实现力矩的传递和控制。
电机的选择需要考虑机械臂的负载情况和运动速度等因素。
减速器的选择需要根据机械臂关节的转速和力矩需求来确定。
常见的传动装置有直线传动装置、伺服驱动装置和液压驱动装置等。
力传感器是机械臂结构设计中的关键装置之一、力传感器用于测量机械臂末端执行器受到的力和力矩，以实现机械臂的力控制。
力传感器的设计需要考虑其精度、稳定性和可靠性。
常见的力传感器有应变片式传感器、电容传感器和电磁感应传感器等。
动力源是机械臂结构设计中必不可少的部分。
机械臂通常使用电动机作为动力源，通过电池或者外部电源提供能量。
电动机的选择需要考虑机械臂的负载情况、运动速度和动力需求等因素。
另外，为了满足机械臂的长时间工作需求，还需要考虑机械臂的节能性和散热性。
综上所述，关节型机器人机械臂结构设计需要考虑关节连接、材料选择、传动装置、力传感器以及动力源等方面。
合理的结构设计可以提高机械臂的运动灵活性、稳定性和控制精度，从而满足不同应用领域的需求。
机器人关节结构
机器人关节结构是指机器人身体部分中用于连接不同部件的关节部分。
不同类型的机器人可以采用不同的关节结构，以适应其特定的运动需求和应用场景。
以下是常见的几种机器人关节结构：
旋转关节（Revolute Joint）：这是最简单的关节结构，允许机器人在一个轴线上进行旋转运动，类似于人体的关节。
旋转关节可以提供自由度，并在水平和垂直方向上实现旋转运动。
滑动关节（Prismatic Joint）：滑动关节允许机器人在一个直线轴上进行平移运动，类似于滑动门或抽屉的滑轨。
滑动关节可以提供自由度，并在直线轴上实现前后或上下的平移运动。
副旋关节（Cylindrical Joint）：副旋关节结合了旋转和滑动的运动，允许机器人在一个轴线上旋转并沿着该轴线进行平移。
这种关节结构可以实现复杂的运动模式，例如螺旋运动。
副滑关节（Prismatic-Revolute Joint）：副滑关节结合了滑动和旋转的运动，允许机器人在一个轴线上进行平移和旋转运动。
这种关节结构可以提供更大的灵活性和多样化的运动模式。
球面关节（Ball Joint）：球面关节允许机器人在三个轴上进行旋转运动，类似于人体肩关节。
这种关节结构可以提供更大范围的运动自由度，使机器人能够在三维空间内进行复杂的运动。
这些关节结构可以单独或组合使用，形成不同类型的机器人关节系统，以实现所需的运动能力和灵活性。
机器人关节的选择和设计需要考虑到机器人的应用需求、载荷要求、精度要求以及成本和制造复杂性等因素。
第三章3.1概述;3.2机器人机身及臂部结构
第三章机器人的机械结构系统3.1概述；3.2机器人机身及臂部结构【内容提要】本课主要学习工业机器人机身及臂部结构。
介绍了机器人的基本结构及特点；机器人的升降回转型、俯仰型、直移型、类人机器人型机身机构；机器人的臂部机构组成、配置及典型机构。
知识要点：✓机械结构系统✓机身结构✓臂部组成✓机身和臂部配置✓臂部结构重点：✓掌握机器人机械结构系统组成✓掌握机器人常用机身结构类型✓掌握机器人的机身和臂部配置形式✓掌握机器人的臂部结构难点：✓机器人的机身结构类型✓机器人的臂部结构关键字：✓机械结构系统、机身、臂部【本课内容相关资料】3.1概述机器人的机械结构系统指机器人机械结构和机械传动系统，也是机器人的支承基础和执行机构。
本章以工业机器人为主要对象介绍机器人机械结构系统的主要组成、特点、结构形式。
传统的工业机器人一般是由机座、腰部（或肩部）、大臂、小臂、腕部和手部以串联方式联接而成的开式链机器人机构，也称为串联式机器人，也就是通常所说的关节型机器人。
其特点是：工作空间大、手腕关节灵活、各关节驱动解耦性好。
并联式机器人是由单开链或复合开式链用并联形式联接于动、静二个平台之间的一类并联机构所组成。
其特点是：刚性好，结构稳定；承载能力大；误差小精度高；电机可置于固定平台。
本章主要讲解关节型机器人（简称机器人）。
串联型机器人与并联型机器人举例如图3-1、图3-2所示。
动平台伸缩杆球面副固定平台图3-1串联型机器人图3-2并联型机器人机器人机械结构系统是机器人的重要部分，所有的计算、分析和编程最终要通过机械结构系统的运动和动作完成特定的任务。
机器人机械结构系统各部分的基本结构、材料的选择将直接影响整体性能。
3.1.1 机械结构系统的基本结构形式机器人机械结构系统主要由手部（末端执行器）、腕部、臂部、机身、行走机构和驱动与传动部件组成。
机器人必须有一个便于安装的基础件机座。
机座往往与机身做成一体，机身与臂部相连，机身支承臂部，臂部又支承腕部和手部。
关节型机器人腕部结构结构设计说明
关节型机器人腕部结构结构设计1绪论1.1 选题背景及其意义本题设计的是关节型机器人腕部结构，主要是整体方案设计和手腕的结构设计及控制系统设计，此课题来源于实际生产，对于目前手工电弧焊接效率低，操作环境差，而且对操作员技术熟练成都要求高，因此采用机器人技术，实现焊接生产操作的柔性自动化，提高产品质量与劳动生产力，实现生产过程自动化，改善劳动条件。
题目要求是：动作范围：手腕回转ο150,摆动ο90,旋转ο360。
各轴最大速度要求：s /30ο。
额定载荷kg 5，最大速度s m /3。
2、腕部最大负荷：5kg 。
机器人是近30年发展起来的一种典型的、机电一体化的、独立的自动化生产工具。
在制造工业中，应用工业机器人技术是提高生产过程自动化，改善劳动条件，提高产品质量和生产效率的有效手段之一，也是新技术革命的一个重要内容。
自古以来,人们所设想的机器人一般是一种在外形和功能上均能模拟人类智能的机器。
特别是在20世纪20年代前后,捷克和美国的一些科幻作家创作了一批关于未来机器人与人类共处中可能发生的故事之类的文学作品,更使机器人在人们的思想中成为一种无所不能的“超人”。
在现实生活中,一些民间工匠根据这些文学描绘,也制造出一些仿人或仿生的机器人。
然而在当时的科技条件下,要使机器人具有某种特殊的“智能”而成为“超人”,显然是不可能的。
美国的戴沃尔设想了一种可控制的机械手,他首先突破了对机器人的传统观点,提出机器人并不一定必须像人,但是必须能做一些人的工作。
1954年,他依据这一想法设计制作了世界上第一台机器人实验装置,发表了《适用于重复作业的通用性工业机器人》一文,并获得了美国专利。
戴沃尔将遥控操纵器的关节型连杆机构与数控机床的伺服轴联结在一起,预定的机械手动作一经编程输入后,机械等就可以离开人的辅助而独立运行。
这种机器人也可以接受示教而完成各种简单任务。
示教过程中操作者用手带动机械手依次通过工作任务的各个位置，这些位置序列记录在数字存储器中，任务的执行过程中，机器人的各个关节在伺服驱动下再现出那些位置序列。
关节机器人技术参数
关节机器人技术参数关节机器人是一种具有多个自由度关节的机器人系统，可以实现各种复杂的动作和任务。
关节机器人的技术参数包括机器人的结构、轴数、负载能力、精度、速度、重复定位精度等多个方面。
下面将详细介绍关节机器人的技术参数。
1. 结构：关节机器人通常采用多关节链结构，每个关节链包含一个或多个关节。
常见的关节机器人结构包括SCARA、轴坐标、直线、Delta 等。
不同的结构适用于不同的应用场景，可以实现不同类型的运动和操作。
2.轴数：关节机器人的轴数指机器人的自由度，也就是机器人可以控制的关节数量。
一般来说，轴数越多，机器人的灵活性和精度越高。
常见的关节机器人轴数有3轴、4轴、6轴、7轴等，不同的轴数适用于不同的应用需求。
3.负载能力：关节机器人的负载能力是指机器人可以承载的最大重量。
负载能力通常包括负载的重量和对应的工具重量，对于不同的应用场景，需要根据具体需求选择合适的负载能力的机器人。
4.精度：关节机器人的精度是指机器人在执行任务时的定位精度和重复定位精度。
定位精度是指机器人执行特定动作时达到的目标位置的精度，重复定位精度是指机器人多次执行同一动作时达到的目标位置的一致性。
精度是衡量机器人性能的重要指标，对于高精度的应用场景，需要选择精度更高的关节机器人。
5.速度：关节机器人的速度是指机器人执行任务时的最大运动速度。
速度对于一些需要高效执行任务的应用场景至关重要，速度越快，机器人的生产效率越高。
不同的关节机器人具有不同的速度范围，需要根据具体需求选择适合的机器人速度。
6.重复定位精度：重复定位精度是指机器人重复执行同一动作时对目标位置的一致性。
在实际生产中，需要保证机器人能够稳定地重复执行任务，具有良好的重复定位精度是关节机器人的重要性能指标之一总之，关节机器人的技术参数包括结构、轴数、负载能力、精度、速度、重复定位精度等多个方面，不同的参数对于机器人的性能和应用场景有着重要的影响。
在选择关节机器人时，需要根据具体的应用需求和技术要求综合考虑各项技术参数，以确保机器人能够满足任务的要求并提高生产效率。
关节机器人原理
关节机器人原理
关节机器人是一种具有多个关节的机器人系统，它通过控制每个关节的运动来实现各种操作和任务。
关节机器人的原理可以分为机械结构原理和运动控制原理两个方面。
机械结构原理是关节机器人实现运动的基础。
关节机器人通常由一系列关节连接而成，每个关节都能够进行旋转或者伸缩运动。
这些关节通过齿轮、链条、液压或电机等传动机构实现运动传递。
机械结构的设计需要考虑到机器人的稳定性、精度、负载能力等因素，以确保机器人可以稳定地完成各种任务。
运动控制原理是关节机器人实现精确控制的关键。
关节机器人的运动控制通常通过控制电机或液压系统来实现。
传感器可以用来感知机器人的当前位置、力量或力矩，并将这些信息反馈给控制系统。
控制系统根据输入的指令和传感器反馈的信息来计算出合适的控制指令，以控制机械结构的运动。
运动控制的目标是实现机器人的高精度、高速度和稳定性。
总之，关节机器人通过机械结构和运动控制的相互配合，实现了对机器人运动的精确控制。
这使得关节机器人在工业生产、医疗手术、危险环境探测等领域具有广泛的应用前景。
关节型工业机械手的结构设计毕业设计说明书[管理资料]
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毕业论文题目关节型工业机械手的结构设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机自0917班学生学号20090421170指导教师二〇一三年六月三日摘要关于该关节型工业机械手的具体研究方法。
本次设计工作首先对实体安川机器人进行了细致的研究，了解了其内部的具体结构，安川机器人的结构可分为六个轴系，然后根据六个轴系对其内部结构进行分解，以便了解各个零件之间的配合，这样就对安川机器人有了大体的了解。
下面就进行尺寸的测量，尺寸的测量只需要测量一下大体的外观尺寸，而内部尺寸可根据零件的配合进行合理的设计。
然后，进行计算（包括电机功率的计算，轴的设计，齿轮的参数计算），接着可依据相关资料，选取恰当的电机。
最后，可根据实体与之前所掌握的知识对机械手的结构进行设计分析。
关键词:伺服电机、机械手抓、移动旋转。
ABSTRACTHere is about the research method of the industrial manipulator joints. The design work on the real first AnChuan robot has carried on the detailed research, understand the internal structure of concrete, AnChuan robot structure can be divided into six axis, and then according to the six axis of its internal structure decomposition, in order to understand the cooperation between the various parts of the, thus for AnChuan robot have roughly understanding. Below is the size of the measurement, the size of the measurement only need to measure the general appearance of the size, and the internal dimension can be reasonable according to the parts of the design. Then, computing (including motor power calculation, the design of the shaft, the gear parameter calculation), then can according to relevant data, select the appropriate machine. Finally, according to the entity and prior knowledge on the structure of the manipulator design analysis.Keywords:servo motor rotate, manipulator grabbing and moving.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)机械手国内外发展现状 (1)多关节型工业机械手概述 (2)机械手组成与分类 (3) (3) (3)2机械手的设计方案 (4) (5)机械手设计方案 (5)方案特点 (6)电机的选型 (7)初步估算机械手的质量 (7) (8)计算电机功率 (10)锥齿轮设计 (10)齿轮精度、材料 (10)按齿面接触疲劳强度设计 (10)按齿根弯曲强度设计 (12)锥齿轮参数计算 (12)同步带轮的设计 (13)同步齿形带传动计算 (13)带轮几何尺寸的计算 (14)减速器的设计 (16)减速器减速比的计算 (16)减速器输出轴径的计算 (16)4 机械手各结构设计 (17)手爪结构的设计 (17)手爪的设计要求 (17)手爪的分类 (18)手部结构形式的确定 (18)手腕结构的设计 (18)手腕的设计要求 (18)手腕结构形式的确定 (19)手臂结构的设计 (19)手臂的设计要求 (19)手臂结构 (19)小臂结构形式的确定 (20)小臂后箱体的结构设计 (20)连接杆件的设计 (21)5 关键轴的校核 (21)腕部输入轴的结构 (21)轴的校核 (22)6 结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1前言机械手国内外发展现状1962年，美国机械铸造公司试制成一台数控试教机械手。
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关节型机器人基本结构
关节型机器人是一种通过多个关节连接的机械装置，用于执行各种任务和动作。
它们通常由若干个关节和连杆组成，每个关节都有特定的自由度和运动范围。
关节型机器人的基本结构包含以下几个主要组成部分：
1. 关节：关节是机器人的核心部分，负责连接和驱动连杆的运动。
关节分为旋
转关节和平移关节两种类型。
旋转关节允许连杆围绕一个轴旋转，而平移关节允许连杆沿着直线路径移动。
机器人可以有一个或多个关节，不同数量和类型的关节可以提供不同的自由度和灵活性。
2. 连杆：连杆是机器人的运动链接，它们连接在关节之间形成机器人的骨架结构。
连杆的长度和形状可以根据实际需要进行设计。
连杆通常由坚固而轻量的材料制成，如铝合金或碳纤维增强材料，以确保机器人的稳定性和刚性。
3. 驱动系统：驱动系统使机器人的关节能够执行运动。
常见的驱动系统包括电机、液压系统和气压系统。
电机是最常用的驱动方式，通过转换电能为机械能来带动机器人的关节运动。
液压系统主要用于需要较大力和承载能力的机器人，而气压系统则适用于柔软和易变形的机器人。
4. 传感器：传感器在机器人控制和反馈中起着重要的作用。
它们可以检测和测
量机器人周围的环境和对象的信息，并将这些信息传输给控制系统。
常见的传感器包括用于测量距离和位置的编码器、用于检测力和压力的力传感器，以及用于识别和感知环境的视觉传感器。
总结起来，关节型机器人的基本结构包括关节、连杆、驱动系统和传感器。
这
些组成部分共同协作，使机器人能够实现精确的控制和自主的运动能力。
通过设计不同数量和类型的关节，可以根据任务的需求来创建各种不同功能和应用的关节型机器人。