机器人手部结构详解及大量结构图演示教学
机器人手部结构详解及大量结构图
回转型图例
平动型图例
用作图法分析当主动件左移才处于某个位置时，手指所处的位置。
平移型图例
手指式：
机器人的组成与结构
3、简介机器人系统的组成与结构，包括三大部分、六个子系统 答：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、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统。 驱动系统，要使机器人运作起来，各需各个关节即每个运动自由度安置传动装置。这就是驱动系统。驱动系统可以是液压传动、气压传动、电动传动、或者把它们结合起来应用综合系统，可以是直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接传动。 机械结构传动，工业机器人的机械结构系统由机座、手臂、末端操作器三大部分组成，每一个大件都有若干个自由度的机械系统。若基座不具备行走机构，则构成行走机器人；若基座不具备行走及弯腰机构，则构成单机器人臂。手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件，它可以是二手指或多手指的手抓，也可以是喷漆枪、焊具等作业工具。 感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，用以获得内部和外部环境状态中有意义的信息。智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准。人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧的，然而，对于一些特殊的信息，传感器比人类的感受系统更有效。 机器人一环境交换系统是现代工业机器人雨外部环境中的设备互换联系和协调的系统。工业机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工单元、焊接单元、装配单元等。当然，也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装置等集成为一个去执行复杂任务的功能单元。 人工交换系统是操作人员与机器人控制并与机器人联系的装置，例如，计算机的标准终端，指令控制台，信息显示板，危险信号报警器等。该系统归纳起来分为两大类：指令给定装置和信息显示装置。 控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。假如工业机器人不具备信息反馈特征，则为开环控制系统；若具备信息反馈特征，则为闭环控制系统。根据控制原理，控制系统可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运行的形式，控制系统可分为点位控制和轨迹控制。
工业机器人内部结构及基本组成原理详解
工业机器人内部结构及基本组成原理详解 工业机器人详解 你对工业机器人有着什么样的了解？关于工业机器人，我们过去也反反复复推送了很多的文章，在这一次，我们将尝试解决有关---在工业环境中使用的最常见的机器人和作业时经常会遇到的问题。关于工业机器人定义什么可以被 认为是一个工业机器人？什么不能被称为工业机器人？工业机器人直到最近才能避开这种混乱。不是在工业环境中使 用的每个机电设备都可以被认为是机器人。根据国际标准组织的定义，工业机器人是一种可编程的三自由度或多轴自动控制的可编程多用途机械手。这几乎是在谈论工业机器人时被接受的定义。工业机器人自中年以来发生了什么变化？越来越多的工程师和企业家正在寻找越来越多的机器人技术，帮助在工业环境中优化工作流程的方式。随着时代的发展和机器人技术的进步，机器人手臂必须为诸如仓储中使用的群组AGV等新手铺路。我们经常说典型的工业机器人 由工具，工业机器人手臂，控制柜，控制面板，示教器以及其他外围设备组成。那么这些是什么？这些部分通常都在一起，控制柜类似于机器人的大脑。控制面板和示教器构成用户环境。工具（也称为末端执行器）是为特定任务设计的设备（例如焊接或喷涂）。机器人手臂基本上是移动工具的
东西。但并不是每个工业机器人都像一个手臂。不同机器人有不同类型的结构。控制面板--- 操作员使用控制面板来执行一些常规任务。（例如：改变程序或控制外围设备）。应用“机器人工人” --------- 什么时候应该使用工业机器人而不是人工？相信这个问题大家思考的次数并不少了。理想情况下，这应该是双赢的。想快速看到效果，你需要知道什么是别人最不喜欢的工作。想得最多的是那些重复的，乏味的工作，需要从工作人员那边进行大量单调的行动，这个思考是正确的，因为正是如此，例如从一个输送机到另一个输送机。如果总是相同的任务，您可以使用专门针对您的需求量身定制的自动化解决方案。工厂的工作处理需要越来越灵活，在这些情况下，正确的解决方案是：可以试用用于不同任务的可重新编程的机器人进行任务操作。此外，就是那些对人类工作有害的任务。（例如：用危险化学品进行表面处理，这是在有害环境中工作。在许多情况下，长期使用机器人比聘用工人更聪明和便宜。）当然，还有的是人类难以操作的工作。（例如：举或搬运重物或在不适合人类生活的条件下工作。）同样，在许多这些情况下，可以应用特定的自动化解决方案。然而，如果任务需要灵活性处理，还需要考虑要用到的机器人。以下是最常见的机器人应用程序列表：电弧焊、部件、涂层、去毛刺、压铸、造型、物料搬运、选择、码垛、打包、绘画、点焊、运输，仓储关于工业机器人的
工业机器人抓取手臂的结构设计
目录 1 前言 (1) 1.1 工业机器人简介 (1) 1.2 世界机器人的发展 (2) 1.3 我国工业机器人的发展 (3) 1.4 本设计的内容和目的 (4) 1.4.1 臂力的确定 (4) 1.4.2 工作范围的确定 (4) 1.4.3 确定运动速度 (5) 1.4.4 手臂的配置形式 (6) 1.4.5 位置检测装置的选择 (6) 1.4.6 驱动与控制方式的选择 (6) 2 手部结构 (7) 2.1概述 (7) 2.2 设计时应考虑的几个问题 (7) 2.3 驱动力的计算 (8) 2.4 两支点回转式钳爪的定位误差的分析 (11) 3 腕部的结构 (13) 3.1 概述 (13) 3.2 腕部的结构形式 (14) 3.3 手腕驱动力矩的计算 (15) 4 臂部的结构 (18) 4.1 概述 (18) 4.2 手臂直线运动机构 (19) 4.2.1 手臂伸缩运动 (19) 4.2.2 导向装置 (20) 4.2.3 手臂的升降运动 (21) 4.5 臂部运动驱动力计算 (22) 4.5.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算 (22) 4.5.2 臂垂直升降运动驱动力的计算 (24) 4.5.3 臂部回转运动驱动力矩的计算 (24) 5 液压系统的设计 (26)
5.1 液压系统简介 (26) 5.2 液压系统的组成 (26) 5.3 机械手液压系统的控制回路 (27) 5.3.1 压力控制回路 (27) 5.3.2 速度控制回路 (28) 5.3.3 方向控制回路 (28) 5.4 机械手的液压传动系统 (29) 5.4.1 上料机械手的动作顺序 (29) 5.4.2 自动上料机械手液压系统原理介绍 (30) 5.5 机械手液压系统的简单计算 (34) 5.5.1 双作用单杆活塞油缸 (34) 5.5.2 无杆活塞油缸（亦称齿条活塞油缸） (37) 5.5.3 单叶片回转油缸 (39) 5.5.4 油泵的选择 (41) 5.5.5 确定油泵电动机功率N (41) 6 结束语 (43) 致谢 (44) 参考文献 (45)
机器人腕部结构
1、定义:腕部是臂部和手部的连接件，起支承手部和改变手部姿态的作用。 2、手腕的自由度： ?为了使手部能处于空间任意方向，要求腕部能实现对空间三个坐标轴X、Y、Z的旋 转运动。这便是腕部运动的三个自由度，分别称为翻转R（Roll）、俯仰P（Pitch）和偏转Y（Yaw）。 ?并不是所有的手腕都必须具备三个自由度，而是根据实际使用的工作性能要求来确 定。 腕部坐标系手腕的偏转 手腕的仰俯手腕的回转 3、手腕的设计要求 ?结构紧凑、重量轻； ?动作灵活、平稳，定位精度高； ?强度、刚度高； ?与臂部及手部的连接部位的合理连接结构，传感器和驱动装置的合理布局及安装等。 4、手腕的分类 （1）二自由度手腕： 可以由一个R关节和一个B关节联合构成BR关节实现，或由两个B关节组成BB关节实现，但不能由两个RR关节构成二自由度手腕，因为两个R关节的功能是重复的，实际上只起到单自由度的作用。
BR手腕BB手腕 RR手腕（属于单自由度） （2）三自由度手腕： 有R关节和B关节的组合构成的三自由度手腕可以有多种型式，实现翻转、俯仰和偏转功能。 BBR手腕BRR手腕 5.按手腕的驱动方式分： ?直接驱动手腕： ?驱动源直接装在手腕上。这种直接驱动手腕的关键是能否设计和加工出尺寸 小、重量轻而驱动扭矩大、驱动性能好的驱动电机或液压马达。 ?远距离传动手腕： ?有时为了保证具有足够大的驱动力，驱动装置又不能做得足够小，同时也为 了减轻手腕的重量，采用远距离的驱动方式，可以实现三个自由度的运动。
液压直接驱动BBR手腕图例 远距离传动手腕图例 6、典型结构 （1）摆动液压缸（又称回转液压缸）： ?结构： ?由缸体、隔板、叶片、花键套等主要部件构成。其中叶片7固定在转子上， 用花键将转子与驱动轴连接，用螺栓2将隔板与缸体连接。 ?工作原理： ?在密封的缸体内，隔板与活动叶片之间围成两个油腔，相当油缸中的无杆腔 和有杆腔。液压力作用在活动叶片的端面上，对传动轴中心产生力矩使被驱
儿童陪伴机器人结构设计案例实际讲解
儿童陪伴机器人结构设计实际案例讲解 孩子需要父母的陪伴，但很多爸妈忙于工作，难以抽出足够的时间。适逢人工智能迅速发展，儿童智能陪护机器人应运而生。 本案例讲解儿童陪伴机器人，会着重讲解在做这个项目过程中的一些问题点，希望对阅读文档的人有所帮助。 （案例图片）
尺寸图 这个项目材料的选择上主体是ABS，部分材料是PC。还用到了铁氟龙，硅胶等。壳体的厚度是2.5mm。 先看主体部分，上下壳 儿童型产品对结构强度以及刮手方面有很严格的要求，所以
上下壳设计上需要特别注意。 （前壳的部分截图1） 从图片上看到采用了止口槽来固定下壳，止口槽相对于反叉骨的优点是止口槽将壳体很好的固定在槽里面，每部分收到的固定力是相同的，不会由于壳料的轻微变形相对应得地方没有反插骨导致壳料刮手。 同时我们也能从图片上看到反插骨，反插骨在这个地方的用处完全是结构性加强跌落中的强度。前壳上有工字型反插骨相对应的后壳上也会有相同的反插骨，如下图2 这样做是防止跌落变形后单个反插骨断裂，这个是双重保险，同
时反插骨自身的强度也是加强了。 我们回到前壳部分截图1上，上面有两个圆柱，顶端有两个圆柱，这个是方便装配，装配有导向作用，同时也有跌落壳体变形有支撑作用。 前壳正面部分孔的作用介绍（图3），当然途中显示屏沉孔中的两个穿孔也是为了减少壳体自身重量。 我们在产品设计的时候通常会面临很纠结的问题，比如，为了产品做得漂亮会通常选择看不到螺丝，或者至少没那么容易发现螺丝，于是我们就会选择卡扣来固定壳体或者超声波或者胶水或者双面胶，本案例固定上下壳选择了卡扣跟螺丝的结合，最大程度上保证外观的漂亮与结构的强，同时还保证装配上的效率。 前壳背面整体（图4）
第02章 机器人的基本结构原理
教案首页 课程名称农业机器人任课教师李玉柱第2章机器人的基本结构原理计划学时 3 教学目的和要求： 1.弄清机器人的基本构成； 2.了解机器人的主要技术参数； 3.了解机器人的手部、腕部和臂部结构； 4.了解机器人的机身结构； 5.了解机器人的行走机构 重点： 1.掌握机器人的基本构成 2.弄清机器人都有哪些主要技术参数 3.机器人的手部、腕部和臂部结构 难点： 机器人的手部、腕部和臂部结构 思考题： 1.机器人由哪些部分组成？ 2.机器人的主要技术参数有哪些？ 3.机器人的行走机构共分几类，请想象未来的机器人能 否有其它类型的行走机构？
第2章概论 教学主要内容： 2.1机器人的基本构成 2.2机器人的主要技术参数 2.3人的手臂作用机能初步分析 2.4机器人的机械结构构成 2.5机器人的手部 2.6机器人的手臂 2.7机器人的机身 2.8机器人的行走机构 本章介绍了机器人的基本构成、主要技术参数，人手臂作用机能，在此基础上对机器人的手部、手腕、手部、。机身、行走机构等原理及相关的结构设计进行讨论，使学生对机器人的机构和原理有较为清楚的了解。 2.1机器人的基本构成 简单地说：机器人的原理就是模仿人的各种肢体动作、思维方式和控制决策能力。 不同类型的机器人其机械、电气和控制结构也不相同，通常情况下，一个机器人系统由三部分、六个子系统组成。这三部分是机械部分、传感部分、控制部分；六个子系统是驱动系统、机械系统、感知系统、人机交互系统、机器人-环境交互系统、控制系统等。如图2-1所示。
图2-1 机器人的基本构成 ● 机械．．系统．． 是由关节连在一起的许多机械连杆的集合体，形成开环运动学链系。连杆类似于人类的小臂、大臂等。关节通常分为转动关节和移动关节，移动关节允许连杆做直线移动，转动关节仅允许连杆之间发生旋转运动。由关节-连杆结构所构成的机械结构一般有3个主要部件，即手、腕、臂，它们可在规定的范围上运动。 ● 驱动系统．．．． 是使各种机械部件产生运动的装置。常规的驱动系统有气动传动、液压传动或电动传动，它们可以直接地与臂、腕或手上的机械连杆或关节连接在一起，也可以使用齿轮、带、链条等机械传动机构间接传动。
机器人的结构形式及各类结构的特点知识分享
机器人的结构形式及各类结构的特点
机器人的结构形式及各类结构的特点 摘要：如今机器人已被广泛应用于机械、印刷机械、汽车工业、食 品生产工业、药品生产工业、电子工业、机器制造业和化妆品生产 等行业，不同领域因其需要的多样性和特殊性，也导致机器人在结 构形式上存在多样性和特殊性。 关键字：结构形式，结构坐标系 2011302590173 刘亚辉 遥感信息工程学院
一、引言 机器人按ISO 8373定义为：位置可以固定或移动，能够实现自动控制、可重复编程、多功能多用处、末端操作器的位置要在3个或3个以上自由度内可编程的工业自动化设备。这里自由度就是指可运动或转动的轴。工业机器人按其结构形式及编程坐标系主要分类为关节型机器人、移动机器人、水下机器人和直角坐标机器人等。按主要功能特征及应用分为移动机器人、水下机器人、洁净机器人、直角坐标机器人、焊接机器人、手术机器人和军用机器人等。机器人学涉及到机器人结构，机器人视觉，机器人运动规划，机器人传感器，机器人通讯和人工智能等许多方面，不同用处的机器人涉及到不同的学科，下面仅对这些机器人的结构和应用进行简单介绍。 机器人按照结构坐标系特点方式分类可分为：直角坐标机器人，圆柱坐标型机器人，极坐标机器人，多关节机器人等。 机器人按照机身结构特点可分为：升降回转型机身结构，俯仰型机身结构，直移型机身结构，类人机器人机身结构等。 二、各种结构坐标系 1、直角坐标系机器人 直角坐标型机器人结构如图所示，它主要是以直线运动轴为主，各个运动轴通常对应直角坐标系中的X轴，Y轴和Z轴，一般X轴和Y轴是水平面内运动轴，Z轴是上下运动轴。在一些应用中Z轴上带有一个旋转轴，或带有一个
工业机器人结构设计方案材料
1绪论 1.1工业机器人概述 工业机器人由操作机(机械本体)、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、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力。从某种意义上说它也是机器进化过程的产物，它是工业以及非工业领域的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。机械手是模仿人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。工业机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全
生产，尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，由它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，工业机械手在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的应用。工业机械手的结构形式开始比较简单专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的应用。 1.2工业机器人的组成和分类 1.2.1工业机器人的组成 机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等组成。各系统相互之间的关系如方框图1.1所示。 图1.1机器人组成系统
工业机器人的机械结构
第二章 工业机器人的机械结构 工业机器人操作机由机身(机座二立柱)二手臂二手腕和手部等部分组成,如图2-1所示三 图2-1工业机器人操作机 一般用运动自由度来表示工业机器人动作的灵活程度,也就是确定操作机位置时所需要的独立运动参数的数目三对于只进行二维平面作业的工业机器人只需要三个自由度,若要使操作具有随意的空间位置与姿态,工业机器人至少需要六个自由度三而对于回避障碍作业的工业机器人则需要有比六个自由度更多的冗余自由度三工业机器人常采用回转副或移动副来实现各个自由度三 第一节工业机器人的手臂与手腕 一、工业机器人的手臂 手臂是操作机中的主要运动部件,它用来支承手腕和手部,并用来调整手部在空间的
位置三手臂一般有三个自由度,即手臂的伸缩二回转和升降(或俯仰)运动三 手臂的直线运动可通过液压缸或汽缸驱动来实现,也可以通过齿轮齿条二滚珠丝杠二直线电动机等来实现三回转运动的实现方法很多,例如蜗轮蜗杆式二齿轮齿条式二链轮链条式,以及谐波齿轮传动装置等三 手臂不仅承受被抓取工件的重量,还承受末端执行器二手腕和手臂自身重量三 图2-2所示为P UMA 型工业机器人的手臂传动机构三其大二小臂是用高强度铝合金材料制成的薄臂框形结构,各运动都采用齿轮传动三驱动大臂的传动机构如图2-2(a )所示,大臂1的驱动电动机7安置在臂的后端,兼起配重平衡作用,运动经电动机轴上的小 锥齿轮6二大锥齿轮5和一对圆柱齿轮2二3驱动大臂轴转动三驱动小臂17的传动机构如图2-2(b )所示,驱动装置安装于大臂10的框形臂架,驱动电动机11也置于大臂后端,经驱动轴12,锥齿轮9二8,圆柱齿轮14二15,驱动小臂轴转动三回转机座的回转运动则由伺服电动机24经齿轮23二22二21和19驱动,如图2-2(c )所示三图中偏心套4二13二16及20用来调整齿轮传动间隙 三 图2-2 P UMA 机器人手臂传动机构 1 1第二章 工业机器人的机械结构
工业机器人内部结构及基本组成原理详解
工业机器人内部结构及基本组成原理详解 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
工业机器人内部结构及基本组成原理详解工业机器人详解 你对工业机器人有着什么样的了解关于工业机器人，我们过去也反反复复推送了很多的文章，在这一次，我们将尝试解决有关---在工业环境中使用的最常见的机器人和作业时经常会遇到的问题。关于工业机器人定义什么可以被认为是一个工业机器人什么不能被称为工业机器人工业机器人直到最近才能避开这种混乱。不是在工业环境中使用的每个机电设备都可以被认为是机器人。根据国际标准组织的定义，工业机器人是一种可编程的三自由度或多轴自动控制的可编程多用途机械手。这几乎是在谈论工业机器人时被接受的定义。工业机器人自中年以来发生了什么变化越来越多的工程师和企业家正在寻找越来越多的机器人技术，帮助在工业环境中优化工作流程的方式。随着时代的发展和机器人技术的进步，机器人手臂必须为诸如仓储中使用的群组AGV等新手铺路。我们经常说典型的工业机器人由工具，工业机器人手臂，控制柜，控制面板，示教器以及其他外围设备组成。那么这些是什么这些部分通常都在一起，控制柜类似于机器人的大脑。控制面板和示教器构成用户环境。工具（也称为末端执行器）是为特定任务设计的设备（例如焊接或喷涂）。机器人手臂基本上是移动工具的东西。但并不是每个工业机器人都像一个手臂。不同机器人有不同类型的结构。控制面板---操作员使用控制面板来执行一些常规任务。（例如：改变程序或控制外围设备）。应用“机器人工人”----什么时候应该使用工业机器人而不是人工相信这个问题大家思考的次数并不少了。理想情况下，这应该是双赢的。想快速看到效果，你需要知道什么是别人最不喜欢的工作。想得最多的是那些重复的，乏味的工作，需要从工作人员那边进行大量单调的行动，这个思考是正确的，因为正是如此，例