机器人编辑完讲解.docx

1.7题0.7图所示为二自由度平面关节型机器人机械手，图中L1=2L2，关节的转角范围是0゜≤θ1≤180゜,-90゜≤θ2≤180゜,画出该机械手的工作范围（画图时可以设L2=3cm）。 2.1 机器人本体主要包括哪几部分？以关节型机器人为例说明机器人本体的基本结构和主要特点。 答：机器人本体：(1)传动部件 (2)机身及行走机构 (3)机身及行走机构（4)腕部 (5)手部 基本结构：机座结构、腰部关节转动装置、大臂结构、大臂关节转动装置、小臂结构、小臂关节转动装置、手腕结构、手腕关节转动装置、末端执行器。 主要特点：(1) 一般可以简化成各连杆首尾相接、末端无约束的开式连杆系，连杆系末端自由且无支承，这决定了机器人的结构刚度不高，并随连杆系在空间位姿的变化而变化。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。(3) 连杆驱动扭矩的瞬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。(4) 连杆系的受力状态、刚度条件和动态性能都是随位姿的变化而变化的，因此，极容易发生振动或出现其他不稳定现象。 2.2如何选择机器人本体的材料，常用的机器人本体材料有哪些？ 答：五点基本要求：1.强度大2.弹性模量大 3.重量轻 4.阻尼小 5.材料经济性 常用材料：1.碳素结构钢和合金钢 2.铝、铝合金及其他轻合金材料 3.纤维增强合金4.陶瓷 5.纤维增强复合材料 6.粘弹性大阻尼材料 2.3何谓材料的E/r？为提高构件刚度选用材料E/r大些还是小些好，为什么？ 答：即材料的弹性模量与密度的比值大些好，弹性模量E越大，变形量越小，刚度走越大；且密度r越小，构件质量越小，则构件的惯性力越小，刚度越大。所以E/r大些好。 2.4机身设计应注意哪些问题？ 答：(1) 刚度和强度大，稳定性好。(2) 运动灵活，导套不宜过短，避免卡死。 (3) 驱动方式适宜。(4) 结构布置合理。 2.5何谓升降立柱下降不卡死条件？立柱导套为什么要有一定的长度？ 解：(1)当升降立柱的偏重力矩过大时，如果依靠自重下降，立柱可能卡死在导套内；当时立柱依靠自重下降就不会引起卡死现象。（2）要使升降立柱在导套内下降自由，臂部总重量W必须大于导套与立柱之间的摩擦力及，因此升降立柱依靠自重下降而不引起卡死的条件为即式中：h为导套的长度(m)；f为导套与立柱之间的摩擦系数，f=0.015～0.1，一般取较大值；L为偏重力臂(m)。 2.9机器人手爪有哪些种类，各有什么特点？ 答：1.机械手爪：依靠传动机构来抓持工件；2.磁力吸盘：通过磁场吸力抓持铁磁类工件，要求工件表面清洁、平整、干燥，以保证可靠地吸附，不适宜高温条件；3.真空式吸盘：利用真空原理来抓持工件，要求工件表面平整光滑、干燥清洁，同时气密性要好。 2.10何谓自适应吸盘及异形吸盘？ 答：自适应吸盘：真空吸盘的一种新设计，增加了一个球关节，吸盘能倾斜自如，适应工件表面倾角的变化。异形吸盘：真空吸盘的一种新设计，可以用于吸附鸡蛋、锥颈瓶等非平整工件。 2.15传动件消隙常有哪几种方法，各有什么特点？ 答：1) 消隙齿轮：相啮合的两齿轮中有一为两个薄齿轮的组合件，能过两个薄齿轮的组合来消隙；2) 柔性齿轮消隙：对具有弹性的柔性齿轮加一预载力来保证无侧隙啮合；3) 对称传动消隙：一个传动系统设置两个对称的分支传动，并且其中有一个具有回弹能力。4) 偏心机构消隙：当有齿轮磨损等原因造成传动间隙增加时，利用中心距调整机构调整中心距。5) 齿廓弹性覆层消隙：齿廓表面覆有薄薄一层弹性很好的橡胶层或层压材料，通过对相啮合的一对齿轮加以预载，来完全消除啮合侧隙。 2.16简述机器人行走机构结构的基本形式和特点。 答： 基本形式：固定轨迹式和无固定轨迹式（步行式、轮式和履带式） 1. 固定轨迹式：机身底座安装在一个可移动的拖板座上，靠丝杠螺母驱动，整个机器人沿丝杠纵向移动。2.无固定轨迹式：在行走过程中，步行式为间断接触，轮式和履带式与地面为连续接触； 特点：前者为类人(或动物)的腿脚式，后两者的形态为运行车式。运行车式行走机构用得比较多，多用于野外作业，比较成熟。步行式行走机构正在发展和完善中。 5.2 设一机器人具有6个转动关节，其关节运动均按三次多项式规划，要求经过两个中间路径点后停在一个目标位置。试问欲描述该机器人关节的运动，共需要多少个独立的三次多项式?要确定这些三次多项式，需要多少个系数? 答：共需要3个独立的三次多项式；需要72个系数。 7.8 MOTOMAN UP6型机器人仿真软件有哪些主要功能？ 答：编辑